光竟然真的有動(dòng)量，未來(lái)或可用于驅(qū)動(dòng)星際飛船
長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直猜測(cè)光有動(dòng)量，這是一種通過結(jié)合質(zhì)量和速度進(jìn)行測(cè)量的性質(zhì)。但是光子或者光的粒子，據(jù)稱是沒有質(zhì)量的，而它們的動(dòng)量如何對(duì)物質(zhì)施加作用力，在很大程度上仍是一個(gè)未解之謎。
早在1619年，德國(guó)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒就曾提出，來(lái)自太陽(yáng)光線的壓力可能是決定彗星彗尾位置的原因，而彗尾總是指向遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向。200多年之后，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋預(yù)測(cè)稱，輻射壓力是光線電磁場(chǎng)動(dòng)量的結(jié)果。但是從那以后，科學(xué)家們一直在努力解釋這種現(xiàn)象是如何發(fā)生的。
加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)奧肯那根分校工程學(xué)教授肯尼斯·周表示，“到目前為止，我們還沒有確定這種動(dòng)量是如何轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力或者運(yùn)動(dòng)的。因?yàn)楣鈹y帶的動(dòng)量非常小，我們還沒有足夠靈敏的設(shè)備來(lái)解決這一問題。”
近日，斯洛文尼亞和巴西的研究人員設(shè)計(jì)了一種新型裝置，它可以用于測(cè)量光子之間的微弱相互作用。研究小組建造了一面裝有聲波傳感器和隔熱屏的鏡子，從而減少干擾和背景噪音。之后他們?cè)阽R子表面發(fā)射激光脈沖，并使用聲音傳感器來(lái)檢測(cè)他們移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的彈力波。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種彈力波效應(yīng)非常像觀察池塘里的漣漪現(xiàn)象�？夏崴拐f：“我們無(wú)法直接測(cè)量光動(dòng)量，因此我們的方法是通過‘聆聽’穿過鏡子的彈力波來(lái)檢測(cè)它對(duì)鏡子的影響。”肯尼斯表示，我們能夠跟蹤這些彈力波的特征，并將其追溯至存在于光脈沖本身的動(dòng)量，這將為最終定義和建模材料內(nèi)部存在的光動(dòng)量打開一扇門。
光可以用于驅(qū)動(dòng)星際飛船嗎?科學(xué)家一直在努力研制新型太空船，利用光的力量來(lái)減少旅行至遙遠(yuǎn)星球的時(shí)間。
所有航天器都是通過點(diǎn)燃推進(jìn)燃料，以相反方向推進(jìn)航天器實(shí)現(xiàn)太空旅行。從傳統(tǒng)技術(shù)上講，這種推進(jìn)劑是一種燃料，必須攜帶在飛船上，使飛船變重并且減慢速度。光子推進(jìn)使用的是一組激光器，這意味著飛船上不需要攜帶任何燃料。這使它能夠加速飛行更長(zhǎng)時(shí)間，達(dá)到更高的速度。
專家們表示，這項(xiàng)技術(shù)完全可以擴(kuò)展，因此可在小型和大型航天器上實(shí)現(xiàn)載人飛行。該發(fā)現(xiàn)可能最終朝著理解光動(dòng)量的方向邁出重要一步。
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