Είναι δυνατή η κατασκευή ακτίνας που να έλκει σαν αυτή του Star Trek

Στο έργο Star Trek, το διαστημόπλοιο Enterprise συχνά τραβούσε διάφορα αντικείμενα προς την κατεύθυνση του με μία λαμπερή ελκτική ακτίνα. Τώρα υπάρχει ένας τρόπος ώστε να γίνει αυτή η φανταστική ιδιότητα αληθινό γεγονός – τουλάχιστον για τα πολύ μικρά σωματίδια.

Όταν το φως πέφτει πάνω σε ένα αδιαφανές αντικείμενο, η επιφάνεια του αντανακλά τα περισσότερα από τα φωτόνια πίσω προς στην κατεύθυνση που ήρθαν. Αυτό που είναι λιγότερο προφανές είναι ότι αυτά τα φωτόνια ανάκρουσης, όπως λέγονται, αναγκάζουν το αντικείμενο να κινηθεί μπροστά (λόγω διατήρησης της ορμής), με αποτέλεσμα να απομακρυνθεί από τη φωτεινή πηγή. Εάν το αντικείμενο είναι πολύ μικρό, τότε αυτό το ρεύμα μπορεί να είναι σημαντικό. Αλλά αυτή η συμπεριφορά είναι η ακριβώς αντίθετη  με την έλξη των αντικειμένων που βλέπουμε στα έργα της επιστημονικής φαντασίας.

Τώρα όμως ο Jun Chen από το Πανεπιστήμιο της Σαγκάης και οι συνεργάτες του, έχουν δείξει ότι είναι δυνατή η δημιουργία εξωτικών ακτίνων που θα τραβήξουν αντί να ωθήσουν μακριά ένα αντικείμενο. Για τα μικροσκοπικά σωματίδια με διαστάσεις περίπου ένα χιλιοστό του χιλιοστού, αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα το σωματίδιο να σύρεται προς τα πίσω, δηλαδή προς την κατεύθυνση της ακτίνας.

Το κλειδί γι αυτό το ζήτημα είναι ότι τα κύματα φωτός δεν είναι μόνο πακέτα των φωτονίων, αλλά ότι αποτελούνται επίσης και από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Αυτά τα πεδία μπορούν να διεγείρουν (επάγουν) ρεύματα σε ένα σωματίδιο-στόχο που μπορεί να αναγκάσουν το ίδιο το σωματίδιο να εκπέμψει φως, ενδεχομένως προς την αντίθετη-αθέατη πλευρά του.

Οι ερευνητές λοιπόν έδειξαν ότι μετρώντας το σχήμα ενός αντικειμένου και τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες του, μπορούμε να προβλέψουμε τα ρεύματα αυτά – και, ακολούθως, τις ιδιότητες των συνακόλουθων δευτερογενών φωτονίων.

Θα πρέπει τότε να είναι δυνατή η δημιουργία μιας ακτίνας με ακριβώς τις σωστές ιδιότητες που όταν φωτίζει ένα συγκεκριμένο σωματίδιο, τότε θα εκπέμπονται φωτόνια προς την αντίθετη μεριά της πρώτης ακτίνας. Αυτά δε τα δευτερογενή φωτόνια θα προκαλούν ανάκρουση στο σωματίδιο, σπρώχνοντας το δηλαδή προς τα πίσω ή προς την πηγή του φωτός, με περισσότερη δύναμη από αυτήν που τα ανακλώμενα φωτόνια σπρώχνουν το σωματίδιο μπροστά. Κατ ‘αρχήν, αυτό το φαινόμενο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να τραβήξει ένα σωματίδιο πίσω προς την πηγή της δέσμης, λένε οι ερευνητές.

Αυτό δε το φαινόμενο είναι θεμελιωδώς διαφορετικό από τις προηγούμενες προσπάθειες που έγιναν για τη δημιουργία μιας ελκτικής δέσμης φωτός. Η οπτική λαβίδα, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί επικαλυπτόμενες ακτίνες λέιζερ για να δημιουργήσει θέσεις στα οποία μόρια ή άλλα μικρά σωματίδια ισορροπούν. Όμως, στο φαινόμενο αυτό καμία δέσμη δεν μπορεί να έλξει προς τα πίσω κάποιο σωματίδιο.

«Η ιδέα μιας ελκτικής ακτίνας είναι πραγματικά ενδιαφέρουσα και ελκυστική,» λέει ο φυσικός David McGloin από το Πανεπιστήμιο του Dundee. «Η εργασία αυτή θα μπορούσε να μας δώσει νέους τρόπους να κινούμε και να επιλέγουμε μικροσκοπικά σωματίδια με τη βοήθεια οπτικών δυνάμεων."

http://blog.physics4u.gr