Понять импульс света: ученые нащупали решение 150-летней загадки

Новое исследование, недавно опубликованное в Nature Communications, возможно, раскрыло ключ к одной из самых темных тайн света. Идея о том, что свет обладает импульсом не нова, но точный характер того, как свет взаимодействует с веществом, оставался загадкой почти 150 лет.

Только в 1873 году Джеймс Клерк Максвелл предсказал, что это радиационнное давление связано с импульсом, который находится в самих электромагнитных полях самого света. Иоганн Кеплер, знаменитый немецкий астроном и математик, впервые предположил в 1619 году, что давление солнечного света может быть причиной того, что хвост кометы всегда направлен от Солнца, говорит соавтор исследования и профессор инженерии в UBC Okanagan Кеннет Чоу.

«Поскольку импульс, переносимый светом, очень мал, у нас не было достаточно чувствительного для его определения оборудования». «До сих пор мы не определяли, как этот импульс превращается в силу или движение», говорит Чоу.

Сейчас технологии появились и Чоу, со своей международной исследовательской группой из Словении и Бразилии, проливает свет на эту тайну.

Затем они выстрелили лазерными импульсами в зеркало и использовали звуковые датчики для обнаружения упругих волн на поверхности зеркала, подобно ряби на пруду. Чтобы измерить эти крайне слабые взаимодействия между фотонами света, команда построила специальное зеркало, снабженное акустическими датчиками и теплозащитой, чтобы свести помехи и фоновый шум к минимуму.

Импульс света: как его нащупать?

«Мы смогли проследить черты этих волн до импульса, который находится в самом пульсе света, что наконец открывает дверь для моделирования импульса света в материалах». «Мы не можем напрямую измерять импульс фотонов, поэтому наш подход заключался в том, чтобы обнаружить его влияние на зеркало, «слушая» волны, которые через него проходили», говорит Чоу.

Это открытие важно для понимания света, но Чоу также отмечает возможное практическое применение давления света — например, в солнечных парусах.

Расскажите, что думаете по этому поводу в нашем Телеграм-чате. Выходит, свет не так уж невесом?