Es gibt einige zentrale wissenschaftliche Theorien und Rahmenbedingungen, die noch Jahre nach ihrer Einführung inaktiv bleiben, wie ein klassischer Roman, der Staub im Regal eines großen Bücherregals sammelt. Meistens wird für die richtige Person oder Gruppe benötigt.von Wissenschaftlern, um das Konzept zu überdenken und Methoden anzuwenden, die alten Ideen neues Leben einhauchen.
Lichtimpulstheorie überarbeitet
Ein Beispiel ist eine Studie, die von einem internationalen Forschungsteam durchgeführt wurde und jetzt das Gespräch über den Lichtimpuls eröffnet, insbesondere über die Details der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie. Es war vor fast anderthalb Jahrhunderten in der1870er Jahre, das James Clerk Maxwell stellen Sie seine Theorie auf, dass der in elektromagnetischen Feldern gehaltene Impuls für den Strahlungsdruck verantwortlich ist.
Seit dieser Zeit ist es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft allgemein anerkannt, dass ein Prozess, bekannt als Impulsumwandlung tritt auf, wenn elektromagnetische Felder zu elastischen Wellen werden, wenn sie elastodynamische und elektrodynamische Phänomene durchlaufen.
Entwicklung der Ausrüstung zur Messung des Lichtimpulses
Was jedoch fehlte, war ein umfassendes Verständnis dafür, wie dieser komplizierte Prozess der Fotointeraktion abläuft. Um das Bild klarer zu machen, verwendete das Forscherteam einen neuen Ansatz, der einen speziellen dielektrischen Spiegel umfasste, der mit Hitzeschildern und Schallsensoren ausgestattet war.
Mit Strahlungsdruck, Laserpulse wurden entlang der Oberfläche des Spiegels geleitet, als die Sensoren die elastischen Wellen auf ihrem Weg erkannten. Mit diesem Aufbau konnten die Forscher einige Versuche unternehmen, diesen sehr heiklen Prozess genau zu messen.
Vorherige Experimente Das Anwenden von Strahlungsdruck wurde in den letzten Jahren von einigen der gleichen Wissenschaftler durchgeführt, die Ergebnisse waren jedoch aufgrund der beteiligten Ausrüstung unvollständig. Associate Professor für Ingenieurwissenschaften an der Universität von British Columbia, Kenneth Chau, der an dieser Studie und früheren Studien beteiligt war angegeben dass die Forschung der Beginn eines größeren Gesprächs über Lichtimpulse ist und in keiner Weise als endgültige wegweisende Studie angesehen werden sollte :
„Bis jetzt hatten wir nicht festgestellt, wie dieser Impuls in Kraft oder Bewegung umgewandelt wird“, sagte er. „Da der vom Licht getragene Impuls sehr gering ist, hatten wir keine Ausrüstung, die empfindlich genug ist, um dies zu lösen.Wir konnten die Merkmale dieser [elastischen] Wellen auf den Impuls zurückführen, der sich im Lichtimpuls selbst befindet, was die Tür öffnet, um endgültig zu definieren und zu modellieren, wie Lichtimpuls in Materialien existiert. “
Das vielversprechende Potenzial des Strahlungsdrucks
Strahlungsdruck bietet eine Fülle zusätzlicher Vorteile, die über den Bereich der wissenschaftlichen Forschung hinausgehen. Professor Chau auch darauf hingewiesen dass er durch die möglichen realen Anwendungen der neuartigen Methode motiviert ist :
„Stellen Sie sich vor, Sie reisen mit interstellaren Yachten, die von Sonnensegeln angetrieben werden, zu fernen Sternen. Oder entwickeln Sie hier auf der Erde optische Pinzetten, mit denen mikroskopische Maschinen zusammengebaut werden können. Wir sind noch nicht da, aber die Entdeckung in dieser Arbeit ist ein wichtiger Schritt undIch bin gespannt, wohin es uns als nächstes führt. “
Details zur Studie finden Sie in einem Artikel betitelt "Isolierte Erfassung elastischer Wellen, die vom Lichtimpuls angetrieben werden", veröffentlicht diese Woche im Naturkommunikation Tagebuch