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,可使光束控制粒子的運動。
我們在閱讀科幻小說時,常常會讀到光能夠直接控制現(xiàn)實生活中物質(zhì)的情景,如驅(qū)動火箭、輕型武器等。近幾年,科技領域的一些研究成果表明,在微觀世界,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。應用此項技術,團隊設計了一個模擬系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中,可以利用普通光束控制從分子到細菌大小的粒子。與相關研究領域已存在的系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)無需采用昂貴的特質(zhì)光源。
MIT的Ilic教授說:“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粒子同時造成的‘機械效應’。”換言之,傳統(tǒng)的系統(tǒng)是通過光來控制單個粒子,做一些推開、拉近或旋轉(zhuǎn)的動作。而且采用的是合成的激光束或?qū)iT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,并設法實現(xiàn)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域更寬廣。
最初,研究人員采用了模擬不對稱粒子,稱為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,粒子軸心的兩側會產(chǎn)生相互作用,從而可以改變其運動方向,同時相互作用力使得粒子可以旋轉(zhuǎn)。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影響旋轉(zhuǎn)的速率。
同時,正如研究人員提到的,該方法不需要成型的光場,只需要簡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用價值。
不可否認,該研究具有廣泛的應用前景。在生物醫(yī)學領域,可以用光來控制身體內(nèi)某一粒子的位置和活動,以此應用于新的治療;軍事上,可以利用此項技術來制造新型的分子武器,利用光來引爆,會使得武器更加靈活。在科研方面,光照射下大量粒子的運動研究在統(tǒng)計學和物理研究上也都具有重大的意義。
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