Kicsiben megvalósítható a vonósugár

A Star Trekben az Enterprise űrhajó gyakran alkalmazott vonósugarat, amivel különböző objektumokat húzhatott magához. Egy kínai tanulmány szerint ez a valóságban is megoldható, igaz jelen tudásunk szerint csak egészen parányi részecskékkel.

Amikor egy nem áttetsző felületre fényt vetítünk, az a fotonok nagy részét visszaveri a fényforrás irányába. Ezek a visszaverődő fotonok enyhe nyomást gyakorolnak az objektumra, eltolva a fényforrástól. Ha a szóban forgó objektum nagyon kicsi, akkor ez a nyomás már egészen jelentős is lehet, tényleges mozgást eredményezve, ugyanakkor ez leginkább a napvitorla elv leírása, ami pontosan az ellenkezője a sci-fik vonósugarai által kifejtett hatásnak.

Jun Csen, a sanghaji Fundan Egyetemen munkatársaival bebizonyította, hogy létrehozhatók olyan egzotikus sugarak, amik a toló- helyett húzóerőt érnek el egy objektumnál. A parányi, megközelítőleg egy ezred milliméteres részecskéknél a speciális sugár képes maga felé mozgatni a célpontot. Ehhez a fotonokon kívül elektromos és mágneses mezőket is létre kell hoznia a sugárnak, amik a célba vett részecskében egy időben több multipólust is gerjesztenek, ami fénykibocsátásra ösztönzi a részecskét. Ha a keletkező másodlagos fotonok kibocsátási szöge megfelelő, a teljes tolóerő negatívvá válhat, a negatív tolóerő pedig a fényforrás irányába történő mozgást eredményez.

A kutatók bemutatták, hogy az objektum alakjából és elektromágneses tulajdonságaiból megbecsülhetőek a keletkező másodlagos fotonok tulajdonságai, ezáltal létrehozható egy olyan sugár, amit ha ráirányítunk egy adott részecskére, akkor a részecske túloldalán kibocsátott fotonok nagyobb erőt fejtenek ki, mint a visszaverődő fotonok. Elvben tehát egészen a sugárforrásig el lehetne húzni a részecskét, magyarázták a kutatók.

Ez a megoldás alapjaiban különbözik a korábbi vonósugár elvektől. Az optikai csipeszek például egymást fedő lézersugarakat használnak olyan foltok létrehozásához, amikben molekulák, vagy más kis részecskék nyugalmi állapotban vannak. A folt mozgatásával a részecskék irányíthatóvá válnak, ez azonban nem nevezhető egy ténylegesen vonóerőt előidéző sugárnak. A kínai csapat eredményét David McGloin a New Scientist hasábjain "rendkívül érdekesnek és ígéretesnek" nevezte. "Ez a tanulmány egy új módszert kínál a mikroszkopikus részecskék optikai erők alkalmazásával történő mozgatásához és rendezéséhez" - összegzett.