Yurii Mongol
0 
4796
595
Oglindă, oglindă pe perete, cum se amestecă lumina și materia până la urmă?
Oamenii de știință știu de ceva vreme că lumina are un impuls și exercită forță asupra a ceea ce lovește. Dar, deoarece acest impuls este atât de mic, experimentele nu au fost în măsură să observe exact cum afectează materia.
În căutarea răspunsurilor, un grup internațional de cercetători a apelat la oglinzi într-un nou studiu. "Oglinda spune întotdeauna adevărul", Tomaž Požar, autorul principal al studiului și profesor asistent la catedra de inginerie mecanică de la Universitatea Ljubljana din Slovenia, a scris în analogia jucăușă referindu-se la "Albă ca zăpada și cei șapte pitici" că creat și trimis la. [Ce e aia? Întrebările dvs. de fizică răspuns ”
Deși Požar și echipa sa nu au avut o conversație cu oglinda, ei au ascultat cu atenție cum a reacționat atunci când a fost lovit cu un fascicul de lumină. Au atașat senzori acustici, care funcționează similar cu o ecografie medicală, la o oglindă prevăzută cu un scut termic. (Încălzirea poate crea valuri elastice care ar împiedica semnalul pe care încercau să îl studieze: undele elastice create prin impuls.)
Apoi, cercetătorii au filmat raze laser în oglindă și au folosit senzorii acustici pentru a asculta undele create în timp ce lumina a lovit suprafața. „Este ca o lovitură de ciocan făcută de lumină”, a spus Požar .
Aceste valuri minuscule au provocat „sunete” sau mișcări minuscule printre atomii oglinzii. Cea mai mică deplasare pe care au găsit-o a fost de aproximativ 40 de femtometre, care este de aproximativ patru ori mai mare decât miezul unui atom, a spus Požar.
Înainte de acest experiment, oamenii de știință nu puteau măsura decât modul în care lumina va transpira impulsul la un obiect în ansamblu, a spus Požar. Dar această nouă metodă le-a permis să vadă cum această forță este distribuită în întregul material. Și deși cercetările anterioare au prezis că lumina mișcă materia prin depunerea impulsului în diferite unde elastice, acum există dovezi experimentale că o face, a spus Požar.
În prezent, oamenii de știință au o mână de idei despre modul în care impulsul este transferat de la lumină la un material, a spus Požar.
Fizicianul scoțian James Clerk Maxwell a fost primul care a propus, în 1873, ca lumina să aibă impuls în câmpurile sale electromagnetice. Ecuațiile sale împreună cu alte câteva formează baza electromagnetismului. "Toata lumea este de acord cu ecuatiile lui Maxwell ale electromagnetismului" si legile care spun impulsul si energia sunt conservate, a spus Požar. Dar diferiți oameni de știință au propriile lor păreri despre modul în care forța luminii este distribuită în toată materia.
Un exemplu faimos este așa-numita controversă Abraham-Minkowski, un argument între fizicianul german Max Abraham și matematicianul german Hermann Minkowski. Abraham a sugerat ca impulsul unui foton să fie în mod invers legat de „indexul de refracție”, un număr care descrie modul în care lumina călătorește printr-un material, în timp ce Minkowski a sugerat să fie direct legată.
Deși noul studiu nu a stabilit încă care, dacă este cazul, ipoteza a fost corectă, cercetătorii speră să ajusteze și să utilizeze această procedură experimentală în lichide și alte materiale pentru a o descoperi în cele din urmă..
Požar continuă în analogia sa: este Albă ca Zăpada sau Regina malefică? "Este formulismul propus de Abraham? Poate cel sugerat de Minkowski? Sau este cel al lui Einstein ... Sau al unui om de știință încă anonim al cărui nume va apărea [într-o zi] în toate manualele?"
Încă din 1619, astronomul și matematicianul german Johannes Kepler a sugerat că coada unei comete părea să se îndrepte întotdeauna departe de soare, deoarece lumina soarelui exercita presiune asupra lui.
Înțelegerea fizicii din spatele impulsului luminii ar fi foarte probabil încântat pe Kepler, dar ar avea și câteva aplicații practice. De exemplu, penseta optică ar putea fi optimizată pentru a exercita cea mai mică forță asupra obiectelor minuscule, organice pe care le gestionează. Sau pot fi create mari pânze solare pentru a naviga prin galaxie pe energia soarelui.
Cercetătorii au raportat descoperirile lor pe 21 august în revista Nature Communications.
Publicat inițial la .