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Levitan objetos con luz

Caltech
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Ilustración conceptual de un objeto nano-modelado que se reorienta para permanecer en un rayo de luz. Image: Caltech

Los investigadores de Caltech han diseñado una forma de levitar y propulsar objetos utilizando sólo luz, creando patrones específicos a nanoescala en las superficies de los objetos.

Aunque todavía es teórico, el trabajo es un paso hacia el desarrollo de una nave espacial que podría alcanzar el planeta más cercano fuera de nuestro sistema solar en 20 años, alimentado y acelerado sólo por la luz.

El artículo que describe la investigación aparece en línea en la  revista Nature Photonics. La investigación fue realizada por Howard Hughes, profesor de Física Aplicada y Ciencia de los Materiales en la División de Ingeniería y Ciencia Aplicada de Caltech.

Hace décadas, el desarrollo de las llamadas pinzas ópticas permitió a los científicos mover y manipular objetos pequeños, como las nanopartículas, utilizando la presión radiativa de un rayo de luz láser muy enfocado. Este trabajo formó la base para el Premio Nobel de Física 2018. Sin embargo, las pinzas ópticas sólo son capaces de manipular objetos muy pequeños y sólo a distancias muy cortas.

Con esta nueva investigación, los objetos de muchas formas y tamaños diferentes, desde micrómetros hasta metros, se podrían manipular con un haz de luz. La clave es crear patrones específicos a nanoescala en la superficie de un objeto. Este patrón interactúa con la luz de tal manera que el objeto puede enderezarse cuando se lo perturba, creando un torque de restauración para mantenerlo en el haz de luz. Por lo tanto, en lugar de requerir rayos láser altamente enfocados, el diseño de los objetos está diseñado para “codificar” su propia estabilidad. La fuente de luz también puede estar a millones de millas de distancia.

“Hemos ideado un método que podría levitar objetos macroscópicos”, dice Harry A. Atwater, director del Centro Conjunto de Fotosíntesis Artificiales. “Hay una aplicación audazmente interesante para usar esta técnica como un medio para propulsar a una nueva generación de naves espaciales. Estamos muy lejos de hacerlo, pero estamos en el proceso de probar los principios”.

Atwater también prevé que la tecnología podría usarse también para permitir la fabricación rápida de objetos cada vez más pequeños, como las placas de circuitos.

 

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