칼텍 (Caltech)의 연구원은 물체의 표면에 특정한 나노 스케일 패터닝을 만들어 빛 만을 사용하여 물체를 공중에 뜨고 추진할 수 있는 방법을 고안했다.

이론적으로는 이 작업은 빛에 의해서만 전력이 공급되고 가속되는 태양계 외부의 가장 가까운 행성에 도달할 수 있는 우주선을 개발할 수 있다.

이 연구를 설명하는 논문은 네이처 포토닉스 (Nature Photonics, "Self-stabilizing photonic levitation and propulsion of nanostructured macroscopic objects") 저널에서 볼 수 있다.

수십 년 전에 소위 광학 집게 (optical tweezers)가 개발됨으로써 과학자들은 예리하게 초점을 맞춘 레이저 광선의 복사 압력을 이용하여 나노 입자와 같은 작은 물체를 움직이고 조작할 수 있었다. 이 연구는 2018 노벨 물리학상의 기초를 마련했다. 그러나 광학 집게는 매우 짧은 거리에서만 매우 작은 물체를 조작할 수 있다.

헤어 드라이어에서 일정한 공기 흐름을 사용하여 핑퐁 공을 부양할 수는 있지만 핑퐁 공이 너무 크고 헤어 드라이어와 너무 멀리 떨어져 있다면 부양시킬 수 없다.

이 새로운 연구를 통해 마이크로 미터에서 미터까지 다양한 모양과 크기의 물체를 광선으로 조작할 수 있었다. 핵심은 물체의 표면에 특정 나노 스케일 패턴을 생성하는 것이다. 이 패터닝은 교란될 때 물체가 오른쪽 방향으로 빛과 상호 작용하여 광 빔에 광선을 유지하는 복원 토크를 생성한다. 따라서, 고도로 집속된 레이저 빔의 요구없이, 물체의 패터닝은 그들 자신의 안정성을 "인코딩"하도록 설계된다. 광원은 수백만 마일 떨어진 곳에 있을 수도 있다.

연구팀은 거시적인 물체를 공중에 뜨게 할 수 있는 방법을 생각해 냈다. 이 기술을 차세대 우주선의 추진 수단으로 사용하는 것은 대담한 흥미로운 적용이다. 우리는 실제로 그렇게 하는 것이 먼 길이지만 우리는 원칙을 시험하는 과정에 있다.

이론상으로는, 이 우주선은 나노 스케일 구조로 패터닝될 수 있으며 지구 기반의 레이저 빛에 의해 가속될 수 있다. 연료를 옮길 필요없이 우주선은 매우 높고 심지어 상대주의적인 속도에 도달할 수 있으며 다른 별들로 여행할 수도 있다.

또한이 기술을 지구에서 사용하여 회로 기판과 같이 훨씬 작아진 물체를 신속하게 제조할 수 있다.

칼텍 (Caltech)의 연구원은 물체의 표면에 특정한 나노 스케일 패터닝을 만들어 빛 만을 사용하여 물체를 공중에 뜨고 추진할 수 있는 방법을 고안했다.

이론적으로는 이 작업은 빛에 의해서만 전력이 공급되고 가속되는 태양계 외부의 가장 가까운 행성에 도달할 수 있는 우주선을 개발할 수 있다.

이 연구를 설명하는 논문은 네이처 포토닉스 (Nature Photonics, "Self-stabilizing photonic levitation and propulsion of nanostructured macroscopic objects") 저널에서 볼 수 있다.

수십 년 전에 소위 광학 집게 (optical tweezers)가 개발됨으로써 과학자들은 예리하게 초점을 맞춘 레이저 광선의 복사 압력을 이용하여 나노 입자와 같은 작은 물체를 움직이고 조작할 수 있었다. 이 연구는 2018 노벨 물리학상의 기초를 마련했다. 그러나 광학 집게는 매우 짧은 거리에서만 매우 작은 물체를 조작할 수 있다.

헤어 드라이어에서 일정한 공기 흐름을 사용하여 핑퐁 공을 부양할 수는 있지만 핑퐁 공이 너무 크고 헤어 드라이어와 너무 멀리 떨어져 있다면 부양시킬 수 없다.

이 새로운 연구를 통해 마이크로 미터에서 미터까지 다양한 모양과 크기의 물체를 광선으로 조작할 수 있었다. 핵심은 물체의 표면에 특정 나노 스케일 패턴을 생성하는 것이다. 이 패터닝은 교란될 때 물체가 오른쪽 방향으로 빛과 상호 작용하여 광 빔에 광선을 유지하는 복원 토크를 생성한다. 따라서, 고도로 집속된 레이저 빔의 요구없이, 물체의 패터닝은 그들 자신의 안정성을 "인코딩"하도록 설계된다. 광원은 수백만 마일 떨어진 곳에 있을 수도 있다.

연구팀은 거시적인 물체를 공중에 뜨게 할 수 있는 방법을 생각해 냈다. 이 기술을 차세대 우주선의 추진 수단으로 사용하는 것은 대담한 흥미로운 적용이다. 우리는 실제로 그렇게 하는 것이 먼 길이지만 우리는 원칙을 시험하는 과정에 있다.

이론상으로는, 이 우주선은 나노 스케일 구조로 패터닝될 수 있으며 지구 기반의 레이저 빛에 의해 가속될 수 있다. 연료를 옮길 필요없이 우주선은 매우 높고 심지어 상대주의적인 속도에 도달할 수 있으며 다른 별들로 여행할 수도 있다.

또한이 기술을 지구에서 사용하여 회로 기판과 같이 훨씬 작아진 물체를 신속하게 제조할 수 있다.