MIT與合作團(tuán)隊(duì)一起研制出了一項(xiàng)新技術(shù)，可使光束控制粒子的運(yùn)動。

我們在閱讀科幻小說時(shí)，常常會讀到光能夠直接控制現(xiàn)實(shí)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(lǐng)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。基于此，研究人員已經(jīng)制造了許多的設(shè)備，如光學(xué)拖拉機(jī)、渦流裝置等。

近日，《Science Advances》上發(fā)表了MIT團(tuán)隊(duì)與其合作伙伴一起研制出的一項(xiàng)新技術(shù)。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)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(xì)菌大小的粒子。與相關(guān)研究領(lǐng)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(shè)計(jì)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(shí)造成的‘機(jī)械效應(yīng)’。”換言之，傳統(tǒng)的系統(tǒng)是通過光來控制單個(gè)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(shè)備，這樣就嚴(yán)格限制了應(yīng)用方向。

但是該團(tuán)隊(duì)主要是研究粒子，而非光束，并設(shè)法實(shí)現(xiàn)讓粒子以特定方式響應(yīng)普通光的照射，所以此項(xiàng)新設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)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(dāng)其暴露在光照下，粒子軸心的兩側(cè)會產(chǎn)生相互作用，從而可以改變其運(yùn)動方向，同時(shí)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(shí)，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(xiàng)研究具有很大的實(shí)用價(jià)值。

不可否認(rèn)，該研究具有廣泛的應(yīng)用前景。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(yīng)用于新的治療；軍事上，可以利用此項(xiàng)技術(shù)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(yùn)動研究在統(tǒng)計(jì)學(xué)和物理研究上也都具有重大的意義。

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