MIT研制出光控粒子,一束光即可引爆一颗炸弹
MIT与合作团队一起研制出了一项新技术,可使光束控制粒子的运动。
我们在阅读科幻小说时,常常会读到光能够直接控制现实生活中物质的情景,如驱动火箭、轻型武器等。近几年,科技领域的一些研究成果表明,在微观世界,光子与原子是存在相互作用的。基于此,研究人员已经制造了许多的设备,如光学拖拉机、涡流装置等。
近日,《Science Advances》上发表了MIT团队与其合作伙伴一起研制出的一项新技术。应用此项技术,团队设计了一个模拟系统。在此系统中,可以利用普通光束控制从分子到细菌大小的粒子。与相关研究领域已存在的系统相比,该系统无需采用昂贵的特质光源。
MIT的Ilic教授说:“我们的设计不仅使用的是普通光源,在限定原子大小的情况下,还可以研究光对所有种类粒子同时造成的‘机械效应’。”换言之,传统的系统是通过光来控制单个粒子,做一些推开、拉近或旋转的动作。而且采用的是合成的激光束或专门的设备,这样就严格限制了应用方向。
但是该团队主要是研究粒子,而非光束,并设法实现让粒子以特定方式响应普通光的照射,所以此项新设计的应用领域更宽广。
最初,研究人员采用了模拟不对称粒子,称为Janus(双面)粒子,其直径约为人头发宽度的百分之一,主要由一层薄金层的硅芯组成。当其暴露在光照下,粒子轴心的两侧会产生相互作用,从而可以改变其运动方向,同时相互作用力使得粒子可以旋转。值得注意的是,不同的粒子可以被同一束光影响,且改变光的颜色也会影响旋转的速率。
同时,正如研究人员提到的,该方法不需要成型的光场,只需要简单的一束光就可以激活大量的粒子,使得该项研究具有很大的实用价值。
不可否认,该研究具有广泛的应用前景。在生物医学领域,可以用光来控制身体内某一粒子的位置和活动,以此应用于新的治疗;军事上,可以利用此项技术来制造新型的分子武器,利用光来引爆,会使得武器更加灵活。在科研方面,光照射下大量粒子的运动研究在统计学和物理研究上也都具有重大的意义。
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