美科学家研发星际迷航型牵引波束

此瑜非彼鱼

据国外媒体报道，纽约大学的两位物理学家——大卫-格里尔教授和研究生大卫-鲁菲纳研发出一项具有科幻色彩的新技术，可利用光束将粒子移动到光束的源头。这项技术不免让人联想到《星际迷航》中的牵引波束。格里尔和鲁菲纳表示他们已在实验中验证这项技术。
　　格里尔和鲁菲纳就职于纽约大学物理学系和软物质研究中心。他们表示已经研发出《星际迷航》型牵引波束，但只是在微观尺度下。在《星际迷航》中，一旦发现友好的星际飞船陷入危难，“进取”号飞船的船员便使用牵引波束将被困飞船拖拽到安全地带。
　　直到现在，这项技术仍超出物理学家的能力范畴，他们所能做的就是利用基于激光的“镊子”型装置在二维尺度下将粒子拖拽微小的距离。在刊登于《物理学评论快报》杂志的一篇文章中，格里尔和鲁菲纳阐述了一项技术，可利用光束将粒子拖拽到光束的源头。光线能够移动物体——这种特性构成了太阳帆技术的基础——但利用光线远距离拖拽物体面临相当难度。
　　纽约大学研发的牵引波束立基于2011年公布的一项中国研究，利用同心环形贝塞尔波束。研究显示这种波束能够让里面的粒子背朝波束源一侧放射出光子，迫使粒子退回到波束源头。不过，一直没有人研发出这种波束。研究中，纽约大学的科学家发射两个并排贝塞尔波束穿过显微镜，而后利用镜头进行调整，使其重叠在一起。通过改变两个波束的相对相位，这种技术能够将粒子捕获到一个移动的全息图——被他们称之为“光学输送机”——让三维尺度下的双向运输成为可能。
　　《新科学家》杂志解释了如何以这种方式发射波束以形成明暗区域交替的样式。通过微调亮区的光子，使其向后散射，可以击中选定的粒子，导致其移动到下一个亮区。 当然，这种波束不足以捕获一艘星际飞船。研究中，格里尔和鲁菲纳利用这项技术让悬浮在水中的微小硅球移动30微米。鲁菲纳在接受《新科学家》杂志采访时说：“这项技术仍处于萌芽阶段。”不过，它打开了一扇将科幻变成科学现实的窗口。美国宇航局也对这种研究产生兴趣。来自：国家自然科学基金委员会