MIT研制出光控粒子,一束光即可引爆一顆炸彈
MIT與合作團隊一起研制出了一項新技術,可使光束控制粒子的運動。
我們在閱讀科幻小說時,常常會讀到光能夠直接控制現實生活中物質的情景,如驅動火箭、輕型武器等。近幾年,科技領域的一些研究成果表明,在微觀世界,光子與原子是存在相互作用的?;诖?,研究人員已經制造了許多的設備,如光學拖拉機、渦流裝置等。
近日,《Science Advances》上發表了MIT團隊與其合作伙伴一起研制出的一項新技術。應用此項技術,團隊設計了一個模擬系統。在此系統中,可以利用普通光束控制從分子到細菌大小的粒子。與相關研究領域已存在的系統相比,該系統無需采用昂貴的特質光源。
MIT的Ilic教授說:“我們的設計不僅使用的是普通光源,在限定原子大小的情況下,還可以研究光對所有種類粒子同時造成的‘機械效應’。”換言之,傳統的系統是通過光來控制單個粒子,做一些推開、拉近或旋轉的動作。而且采用的是合成的激光束或專門的設備,這樣就嚴格限制了應用方向。
但是該團隊主要是研究粒子,而非光束,并設法實現讓粒子以特定方式響應普通光的照射,所以此項新設計的應用領域更寬廣。
最初,研究人員采用了模擬不對稱粒子,稱為Janus(雙面)粒子,其直徑約為人頭發寬度的百分之一,主要由一層薄金層的硅芯組成。當其暴露在光照下,粒子軸心的兩側會產生相互作用,從而可以改變其運動方向,同時相互作用力使得粒子可以旋轉。值得注意的是,不同的粒子可以被同一束光影響,且改變光的顏色也會影響旋轉的速率。
同時,正如研究人員提到的,該方法不需要成型的光場,只需要簡單的一束光就可以激活大量的粒子,使得該項研究具有很大的實用價值。
不可否認,該研究具有廣泛的應用前景。在生物醫學領域,可以用光來控制身體內某一粒子的位置和活動,以此應用于新的治療;軍事上,可以利用此項技術來制造新型的分子武器,利用光來引爆,會使得武器更加靈活。在科研方面,光照射下大量粒子的運動研究在統計學和物理研究上也都具有重大的意義。
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