Новости из мира высоких технологий

Нанофотонные световые паруса можно будет разогнать до релятивистских скоростей

Однажды, в не столь отдаленном будущем, световые паруса будут мчаться сквозь космос на скорости порядка 20% от световой (или 60 000 км/с), подталкиваемые не топливом, а давлением излучения мощных лазеров на Земле. Двигаясь с этими релятивистскими скоростями, световые паруса на лазерах могли бы достичь ближайшей соседней звезды (к Солнцу) Альфы Центавра, либо ближайшей потенциально обитаемой планеты Проксимы Центавра b, всего за 20 лет. Оба объекты находятся более чем в четырех световых годах от нас.

Однако проектирование световых парусов — сложная инженерная задача, требующая почти невозможного: идеальный световой парус должен иметь ширину в несколько метров и быть механически достаточно прочным, чтобы выдерживать интенсивное давление излучения, однако толщина его должна быть всего 100 нанометров и вес — несколько граммов.

Что такое световой парус и в чем сложность его создания

Другие требования вытекают из механизмов работы этих самых световых парусов. Согласно уравнениям Максвелла, свет обладает импульсом и может оказывать давление на объекты. Но световые паруса не просто подталкиваются давлением излучения, как обычный парус — силой ветра. Вместо этого давление рождается оттого, что световой парус отражает излучение. Поэтому оптимальный парус должен отражать большую часть излучения в лазерном луче ближнего инфракрасного спектра и одновременно с этим излучать в среднем инфракрасном спектре для эффективного охлаждения.

В новом исследовании, опубликованном в Nano Letters, ученые Огньен Илик, Кора Вент и Гарри Этуотер из Калифорнийского технологического института в Пасадене показали, что нанофотонные структуры могут обладать потенциалом удовлетворения строгих требований к материалу, из которого будут делать парус, способный путешествовать на околосветовых скоростях.

Если в предыдущих конструкциях использовались такие материалы, как сверхтонкий алюминий, различные полимеры и углеродное волокно, нанофотонные структуры могут манипулировать светом на субволновых масштабах, а значит одновременно решают вопросы эффективного отталкивания (отражения) и распределения тепла (излучения). В качестве примера ученые показали двуслойный сендвич из кремния и диоксида кремния, которые обладают заданными свойствами. Кремний обладает высоким индексом отражения — что выливается в эффективное движение, но плохо остывает, а диоксид кремния прекрасно остывает, но хуже отражает.

В будущем эту концепцию можно использовать для минимизации ограничений мощности лазера и размера лазерного массива.

Готовы встать под такой парус? Расскажите в нашем чате в Телеграме.


Источник: Нанофотонные световые паруса можно будет разогнать до релятивистских скоростей
Автор:
Теги: Космос Освоение космоса Свет Скорость Будущее вес ветер Вопрос

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Почему в автомобиле постоянно запотевают стекла и как можно решить эту проблему
Почему в автомобиле постоянно запотевают стекла и как можно решить эту проблему
0
Человек познаёт мир 23:00 10 ноя 2024
Папавер голостебельный «Алые паруса»
Папавер голостебельный «Алые паруса»
0
Сад огород дача и все самое интересное 16:12 09 июн 2016
Привычки, с которыми можно больше успевать
Привычки, с которыми можно больше успевать
5
Человек познаёт мир 08:39 01 авг 2024
Алые паруса смерти
Алые паруса смерти
0
Интересности 17:38 27 фев 2018
Можно ли верить гадалкам?
Можно ли верить гадалкам?
54
Женский развлекательный и поучительный сайт. 18:00 09 окт 2019
Алые паруса в 2022 году
Алые паруса в 2022 году
0
Артобоз 15:10 22 июн 2022
Какие деревья, кустарники и овощи можно сажать рядом
Какие деревья, кустарники и овощи можно сажать рядом
14
Женский развлекательный и поучительный сайт. 23:21 21 апр 2018
Хитрости, благодаря которым квартира будет выглядеть как конфетка
Хитрости, благодаря которым квартира будет выглядеть как конфетка
5
Человек познаёт мир 23:48 30 авг 2024
Какие овощи можно поливать соленой водой
Какие овощи можно поливать соленой водой
7
Женский развлекательный и поучительный сайт. 15:22 21 апр 2018
Вкусняшка из слив без сахара. Хранится целый год. Можно добавить яблоки, и будет ещё вкуснее
Вкусняшка из слив без сахара. Хранится целый год. Можно добавить яблоки, и будет ещё вкуснее
7
УДачные советы 12:00 13 июн 2022
Самые невероятные световые эффекты природы
Самые невероятные световые эффекты природы
0
Интересный мир 04:50 22 июн 2016
Самые невероятные световые эффекты природы
Самые невероятные световые эффекты природы
0
Интересный мир 04:10 21 июн 2016

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства