Експеримент доказва, че светлината може да изтласква течност
Международен екип физици от университета в Гуанчжоу, Китай, и института „ Вайсман “ в Израел отпред с Улф Леонхарт (Ulf Leonhardt) за първи път демонстрираха изтласкващото налягане на светлината върху течностите.
Резултатите от проучването и изводите от работата на учените са изложени в публикация, оповестена в изданието New Journal of Physics.
Споровете за природата на налягането, или както го назовават още физиците – импулса на светлината, се водят от 1908 година Тогава фамозният немски академик Херман Минковски издигнал хипотезата, че светлината влияе върху течности като масло или вода, като ги притегля. Но през 1909 година физикът Макс Абрахам (Max Abraham) опровергал тази догадка и теоретично потвърдил, че светлината оказва тласкащо деяние на течностите.
„ Учените спорят от столетие за природата на импулса на светлината и неговото влияние върху средата. Ние открихме, че светлинният подтик не се явява съществена физична големина, само че тя се демонстрира във взаимоотношението сред светлината и материята и зависи от качествата на светлината да деформира материята.
Ако средата се движи под въздействието на вързоп излъчване, то е прав Минковски и светлината оказва привличащо налягане. Ако средата е неподвижна, то прав е Абрахам и светлината оказва тласкащо налягане на течностите “, споделя Леонхарт.
Двата разнообразни вида налягане може да бъдат разпознати пробно, посредством осветление на повърхността на течностите със светлинен лъч. Необходимо е единствено де се наблюдава по-късно по какъв начин се държи течността – дали се издига или спуска. В първия случай се чака, че светлината притегля течната среда, а във втория – противоположното. Да прибавим, че двете теории се съгласуват в празно пространство (когато индикаторът на изкривяване на средата е равностоен на единица), само че се разминават, в случай че индикаторът на изкривяване е повече от 1.
В своя опит Леонхарт и сътрудниците му показали, че повърхността на течностите може да се огънат във вътрешността, което ще подхожда на тласкащото налягане на светлината, и това може да стане със относително необятен лъч в релативно огромен резервоар. Тези два фактора карат светлината да образува конструкция на поток в течността.
Изследователите посочили, че тласкащото налягане на светлината се демонстрира както във вода, по този начин и в масло, които имат разнообразни индикатори на изкривяване. По този метод те са съумели да потвърдят теорията на Абрахам.
Авторите на новото проучване означават, че в предходни опити техни сътрудници са доказвали единствено правотата на Минковски, като са показали привличащото налягане на светлината. Но, по думите им, преди учените са употребявали по-тесни светлинни лъчи и неголеми контейнери с течност.
Леонхарт и екипът му решили да повторят своя опит и когато употребявали стеснен лъч и дребен резервоар, се проявявало привличащото налягане на светлината. Това значи, че характерът на налягането зависи освен от светлината, само че и от самата течност, разясняват откривателите.
„ Представете си игра на билярд. Играчът взема щеката и удря по бялата топка, която на собствен ред би трябвало да удари цветна, а тя може да удари още няколко топки. В цялата тази верига от тласкащи придвижвания се предава подтик, заложен първоначално от играча с щеката.
Светлината също може да тласка материя, въпреки тези тласъци да са микроскопични, съвсем незабележими. В някои случаи прочее светлинните тласъци може да са доста обилни за средата. Например да си спомним опашката на комета.
Великият астроном Йохан Кеплер преди 100 години е предположил, че опашката на кометата е материя, изтласкана от повърхността на нейното ядро от светлината, защото тя постоянно гледа в противоположната от Слънцето страна. Днес знаем, че Кеплер частично е бил прав, защото материята се сблъсква със слънчевия вятър и от ядрото на кометата се образува опашка.
Импулс ние назоваваме способността на светлината да привежда материята в придвижване и това разбиране фактически е тясно обвързвано с силата на светлината, въпреки да се отличава от него “, разяснява Леонхарт.
Резултатите от проучването имат както фундаментално, по този начин и практическо значение за науката. От позиция на фундаменталните теории физиците в този момент по-добре ще схващат природата на светлината. Леонхарт и сътрудниците му са дали отговор на въпроса усилва ли се, или понижава светлинния подтик с увеличението на индикатора на изкривяване на средата – резултатът зависи от способността на светлината да приведе в механично придвижване течността и в случай че светлинният лъч е кадърен на това, то импулсът понижава, а в случай че не – то се усилва.
Колкото до практическото значение на новото проучване, то може да послужи в развиването на новаторска технология за инерциално удържане на термоядрения синтез, която подразбира потреблението на силата на светлинния подтик за инициация на нуклеарния синтез.
Последната работа също ще повлияе на оптичните технологии като цяло.
