ينشئ الباحثون شعاعًا ضوئيًا للجرار يسحب الأشياء العيانية

[et_pb_section fb_built =”1″ admin_label=”section” _builder_version=”4.16″ global_colors_info=”{}”][et_pb_row admin_label=”row” _builder_version=”4.16″ الخلفية_حجم=”الأولي” خلفية_الموضع=”top_left” خلفية_كرر=”تكرار ” global_colors_info=”{}”][et_pb_column type=”4_4″ _builder_version=”4.16″ custom_padding=”|||” global_colors_info=”{}” custom_padding__hover=”|||”][et_pb_text admin_label=”Text” _builder_version=”4.16″ الخلفية_حجم=”initial” الخلفية_position=”top_left” الخلفية_repeat=”repeat” global_colors_info=”{}”]

طوّر الباحثون طريقةً لاستخدام ضوء الليزر لسحب جسم كبير الحجم. ورغم أن استخدام أشعة الجذب الضوئية المجهرية قد تمّ إثباته سابقاً، إلا أن هذه إحدى المرات الأولى التي يُستخدم فيها سحب الأجسام الكبيرة بالليزر.

يحتوي الضوء على كلٍ من الطاقة والزخم اللذين يمكن استخدامهما في أنواع مختلفة من التلاعب البصري، مثل الرفع والتدوير. على سبيل المثال، تُعد الملاقط الضوئية من الأدوات العلمية الشائعة الاستخدام التي تستخدم ضوء الليزر لحمل ومعالجة الأجسام الدقيقة مثل الذرات أو الخلايا. على مدى السنوات العشر الماضية، عمل العلماء على نوع جديد من التلاعب البصري: باستخدام ضوء الليزر لإنشاء شعاع جاذب بصري يمكنه سحب الأشياء.

قال لي وانغ، عضو فريق البحث من جامعة تشينغداو للعلوم والتكنولوجيا في الصين: "في الدراسات السابقة، كانت قوة سحب الضوء ضئيلة للغاية بحيث لا تكفي لسحب جسم كبير الحجم. أما مع منهجنا الجديد، فقد أصبحت قوة سحب الضوء أكبر بكثير. في الواقع، إنها أكبر بثلاثة أضعاف من ضغط الضوء المستخدم في تشغيل الشراع الشمسي، الذي يستخدم زخم الفوتونات لتوليد قوة دفع صغيرة."

في مجلة اوبتكس اكسبريس، يوضح وانغ وزملاؤه أن الجرافين-SiO الماكروي₂ يمكن استخدام الأجسام المركبة التي صمموها في عملية السحب بالليزر في بيئة غازية متخلخلة. يتميز هذا النوع من البيئات بضغط أقل بكثير من الضغط الجوي.

"توفر تقنيتنا طريقة غير تلامسية و بعيد المدى قال وانغ: "إنّ أسلوب السحب هذا قد يكون مفيدًا في العديد من التجارب العلمية. بيئة الغاز المتخلخل التي استخدمناها لتوضيح هذه التقنية مشابهة لما هو موجود على سطح المريخ. لذلك، قد يكون لها القدرة على التحكم في المركبات أو الطائرات على سطح المريخ يومًا ما."

خلق قوة كافية

في العمل الجديد ، صمم الباحثون جرافين خاص - SiO₂ هيكل مركب مصمم خصيصاً للسحب بالليزر. عند تسليط شعاع الليزر عليه، يُحدث الهيكل فرقاً معكوساً في درجة الحرارة، مما يعني أن الجانب المواجه للجانب الآخر من الهيكل يصبح أكثر سخونة.

عندما تكون الأشياء المصنوعة من الجرافين-SiO₂ يتم تشعيع الهياكل المركبة بواسطة شعاع الليزرتتلقى جزيئات الغاز الموجودة على الجانب الخلفي للجسم طاقة أكبر، مما يدفعه نحو مصدر الضوء. وقد مكّن الجمع بين هذه الظاهرة وانخفاض ضغط الهواء في بيئة الغاز المتخلخل الباحثين من الحصول على قوة سحب ليزرية كافية لتحريك الجسم. الأجسام العيانية.

باستخدام جهاز بندول دوراني مصنوع من الجرافين-SiO₂ التركيب المركب ، أظهر الباحثون ظاهرة سحب الليزر بطريقة كانت مرئية للعين المجردة. ثم استخدموا بندول الجاذبية التقليدي لقياس قوة سحب الليزر كميًا. كان طول كلا الجهازين حوالي خمسة سنتيمترات.

سحب قابل للتكرار وقابل للضبط

قال وانغ: "وجدنا أن قوة السحب أكبر بثلاثة أضعاف من ضغط الضوء. بالإضافة إلى ذلك، فإن السحب بالليزر قابل للتكرار، ويمكن ضبط القوة عن طريق تغيير طاقة الليزر."

يحذر الباحثون من أن هذا العمل لا يعدو كونه إثباتًا للمفهوم، وأن العديد من جوانب هذه التقنية تحتاج إلى تحسين قبل أن تصبح عملية. فعلى سبيل المثال، يلزم وجود نموذج نظري منهجي للتنبؤ بدقة بقوة السحب بالليزر وفقًا لمعايير محددة، بما في ذلك هندسة الجسم، وطاقة الليزر، والوسط المحيط. كما يرغب الباحثون في تطوير استراتيجية السحب بالليزر لتكون فعالة ضمن نطاق أوسع من ضغوط الهواء.

قال وانغ: "يُظهر عملنا أن التحكم المرن بالضوء في جسم كبير الحجم أمر ممكن عندما يتم التحكم بدقة في التفاعلات بين الضوء والجسم والوسط المحيط. كما يُظهر مدى تعقيد تفاعلات الليزر مع المادة، وأن العديد من الظواهر لا تزال بعيدة عن الفهم على المستويين الكلي والجزئي."

المصدر ينشئ الباحثون شعاعًا ضوئيًا للجرار يسحب الأشياء العيانية

[/ et_pb_text] [/ et_pb_column] [/ et_pb_row] [/ et_pb_section]