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Cientistas do Caltech movem objetos usando apenas luz

Cientistas do Caltech movem objetos usando apenas luz

E se uma espaçonave pudesse viajar através de nosso sistema solar alimentada e acelerada usando apenas luz? Esse é o objetivo de uma nova pesquisa que sai da Caltech.

Os pesquisadores desenvolveram uma forma de levitar e impulsionar objetos usando apenas luz, adicionando padrões específicos em nanoescala à sua superfície. Os cientistas têm a capacidade de mover e manipular objetos minúsculos com o uso de "pinças ópticas".

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As pinças movem objetos por meio da pressão radiativa de um feixe de luz laser bem focalizado. No entanto, esta ferramenta impressionante só pode mover pequenos objetos muito pequenos a uma distância muito limitada.

Ognjen Ilic, um estudioso de pós-doutorado, e o primeiro autor do estudo, faz uma analogia: "Pode-se levitar uma bola de pingue-pongue usando um fluxo constante de ar de um secador de cabelo. Mas não funcionaria se a bola de pingue-pongue fosse muito grande ou se estivesse muito longe do secador de cabelo e assim por diante. "

Padrão preciso leva à levitação

Uma nova pesquisa está trabalhando agora em maneiras de mover objetos em uma variedade de tamanhos e formas usando apenas feixes de luz. O truque é criar padrões muito específicos na superfície do objeto.

Esses padrões em nanoescala interagem com a luz para que o objeto continue "se corrigindo" se for perturbado, de modo que crie um torque de restauração para mantê-lo flutuante pela luz.

Isso significa que um objeto pode se manter estável e não depender de feixes altamente focados. Os padrões podem até significar que a fonte de luz está a milhões de quilômetros de distância do objeto.

A propulsão à base de luz é uma possibilidade

"Nós descobrimos um método que poderia levitar objetos macroscópicos", diz Atwater, que também é diretor do Joint Center for Artificial Photosynthesis.

"Existe uma aplicação audaciosamente interessante para usar esta técnica como meio de propulsão de uma nova geração de espaçonaves. Estamos muito longe de realmente fazer isso, mas estamos no processo de testar os princípios."

Esta pesquisa fornece a teoria conceitual de que uma nave espacial poderia ser "alimentada" através do espaço a partir de luz laser baseada na Terra. A nave não precisaria carregar combustível, permitindo que ela atingisse velocidades relativísticas e possivelmente viajasse para outras estrelas.

Possível aplicação para fabricação

Naves espaciais que não precisam de combustível para propulsão seriam um grande impulso para o futuro das colônias espaciais. A nave sem combustível pode ser usada para viagens dentro do planeta ou como veículos de reconhecimento.

Os desenvolvedores de tecnologias também estão explorando maneiras pelas quais ele poderia ser usado para permitir a fabricação rápida de objetos cada vez menores, como placas de circuito. A pesquisa foi publicada na edição de 18 de março da revista Nature Photonics.


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