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(shù),可使光束控制粒子的運動(dòng)。
我們在閱讀科幻小說(shuō)時(shí),常常會(huì )讀到光能夠直接控制現實(shí)生活中物質(zhì)的情景,如驅動(dòng)火箭、輕型武器等。近幾年,科技領(lǐng)域的一些研究成果表明,在微觀(guān)世界,光子與原子是存在相互作用的?;诖?,研究人員已經(jīng)制造了許多的設備,如光學(xué)拖拉機、渦流裝置等。
近日,《Science Advances》上發(fā)表了MIT團隊與其合作伙伴一起研制出的一項新技術(shù)。應用此項技術(shù),團隊設計了一個(gè)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(guān)研究領(lǐng)域已存在的系統相比,該系統無(wú)需采用昂貴的特質(zhì)光源。
MIT的Ilic教授說(shuō):“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(lèi)粒子同時(shí)造成的‘機械效應’。”換言之,傳統的系統是通過(guò)光來(lái)控制單個(gè)粒子,做一些推開(kāi)、拉近或旋轉的動(dòng)作。而且采用的是合成的激光束或專(zhuān)門(mén)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(shí)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(lǐng)域更寬廣。
最初,研究人員采用了模擬不對稱(chēng)粒子,稱(chēng)為Janus(雙面)粒子,其直徑約為人頭發(fā)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(huì )產(chǎn)生相互作用,從而可以改變其運動(dòng)方向,同時(shí)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(huì )影響旋轉的速率。
同時(shí),正如研究人員提到的,該方法不需要成型的光場(chǎng),只需要簡(jiǎn)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(shí)用價(jià)值。
不可否認,該研究具有廣泛的應用前景。在生物醫學(xué)領(lǐng)域,可以用光來(lái)控制身體內某一粒子的位置和活動(dòng),以此應用于新的治療;軍事上,可以利用此項技術(shù)來(lái)制造新型的分子武器,利用光來(lái)引爆,會(huì )使得武器更加靈活。在科研方面,光照射下大量粒子的運動(dòng)研究在統計學(xué)和物理研究上也都具有重大的意義。
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