Китайские ученые научились притягивать небольшие объекты с помощью лазера

Китайские ученые разработали магнитный луч на основе лазера, который может перемещать объекты на макроуровне, не касаясь их. На первый взгляд, устройство работает нелогично: вместо того, чтобы отталкивать объекты, лазер притягивает их. Ученые заявляют, что при использовании лазера мощностью 90 МВт сила притяжения составляет около одного микроньютона.

Устройство обманчиво простое. Это кусок стекла со светоотражающим напылением из золота, к которому приклеена чешуйка графена. Синие, голубые и зеленые лазеры одновременно направляются на графеновые чешуйки. И объект начинает двигаться в направлении лазерного источника света.

По сути, конфигурация основана на известных явлениях. Оптические пинцеты и солнцезащитные очки также используют свет для перемещения объектов. Однако оптические щипцы обычно ограничены объектами размером с одну молекулу, а парус использует давление солнечного ветра.

 "В предыдущих исследованиях сила притяжения света была слишком мала, чтобы притянуть макроскопический объект", - сказал участник исследования Лей Ван из Китайского университета науки и технологий в Циндао. "Благодаря нашему новому подходу сила притяжения света на три порядка больше, чем сила света на солнечном парусе, который использует импульс фотонов для создания небольшой силы тяги".

Устройство основано на уникальных свойствах графена. Графен представляет собой один слой кристалла углерода толщиной 1 атом. Уникальность этого материала в том, что он имеет ту же структуру, что и полупроводники, при этом сам проводит электричество — как проводник. Графен обладает хорошей теплопроводностью, гибкостью и эластичностью, он на 97% прозрачен. В то же время графен является самым прочным из известных материалов: он прочнее стали и алмаза.

Графен является оптически абсорбирующим, что означает, что при бомбардировке фотонами он накапливает определенный процент энергии и в то же время эффективно проводит тепло. Итак, когда исследователи направили лазер на сэндвич, составленного из графена, стекла и золота, графен перенес эту энергию прямо на другую сторону объекта. Как известно из термодинамики, горячие объекты излучают больше энергии, чем холодные в других равных условиях. В лабораторных условиях этого дифференциального нагрева оказалось достаточно, чтобы привести объект в движение.