Fizycy wykorzystali światło do sterowania mikromaszynami

Fizycy wykorzystali światło do sterowania mikromaszynami

Zespół naukowców z University of California pod kierownictwem Umar’a Mohideen’a zademonstrował w laboratorium, że siła Casimira (pomiędzy dwoma nie naładowanymi płytkami wykonanymi z przewodnika pojawia się nowa nieznana siła przyciągająca je do siebie, której źródłem są fluktuacje kwantowe wypełniające próżnię) może być zmieniana przy użyciu wiązki światła, co sprawia, że zdalne sterowanie mikromaszynami staje się jak najbardziej możliwe.

W swoich badaniach, Mohideen i jego koledzy wykorzystali piłkę i płaską płytkę. „Kiedy piłka i płytka są bardzo blisko siebie, przy mikroskopijnych odległościach powierzchnie są praktycznie równoległe,” – powiedział Mohideen.

W każdym z eksperymentów piłka o średnicy 200 mikronów była zrobiona ze złota. Zmieniały się natomiast materiały, z których zrobione były płytki.

W jednym z takich eksperymentów naukowcy użyli krzemowej płytki, mierząc przy tym liczbę elektronów na niej zgromadzonych.

Porównali następnie siłę Casimira pojawiającą się pomiędzy złotą piłką, a szeregiem krzemowych płytek różniących się gęstością ładunków. Zauważyli, że siła Casimira jest pomiedzy piłką, a krzemowymi płytkami mierzalnie różna tylko wtedy, gdy gęstość ładunków na jednej płytce była co najmniej 10 tysięcy razy większa niż na drugiej.

„Zapytaliśmy zatem siebie, czy da się uzyskać takie różnice innymi metodami,” – powiedział Mohideen

Okazało się, że siłę Casimira można również zmienić przy pomocy wiązki światła padającej na płytkę.

Gdy światło jest pochłaniane przez krzem, fotony są zamieniane w dodatnie i ujemne ładunki. Wzrost liczby elektronów powoduje wzrost siły Casimira.

„Odkrycie to może zostać wykorzystane do budowy nowych mikromaszyn sterowanych po prostu za pomocą wiązki światła.” – powiedział Mohideen.

Mikromaszyny znajdują zastosowanie w złożonych systemach małych przekładni i dźwigni. Wykorzystywane są one do przekierowywania światła pomiędzy włóknami optycznymi w komunikacji optycznej. Stosowane są również w przyspieszeniomierzach, które uruchamiają poduszki powietrzne.

(lk)