znanost 24.8.2018 12:07

Slovenski znanstveniki razvozlali 150 let staro skrivnost o svetlobi

Ljubljana, 24. avgusta - Slovenski znanstveniki so v sodelovanju s kanadskimi in brazilskimi kolegi razvozlali 150 let staro skrivnost o tem, kako svetloba povzroča gibanje snovi. Ugotovili so, da to počne prek elastičnih valov, podobnih potresnim.

Ljubljana.
Sonce, sončni zahod.
Foto: Tamino Petelinšek/STA
Arhiv STA

Kot piše na spletni strani univerze v kanadski Britanski Kolumbiji, so v okviru poskusa laserski žarek odbili od majhnega zrcalca, pri čemer se je svetloba odbila in povzročila elastične valove, podobne tistim, ki jih sproži potres na Zemlji. Svetlobni elastični valovi so sicer precej manjši.

S tem so želeli ugotoviti, kako svetloba s svojo gibalno količino vpliva na določeno snov. Pri gibalni količini gre za fizikalno količino, ki povzroča gibanje. Svetloba tako povzroča gibanje, čeprav nima mase.

Nemški astronom Johannes Kepler je že v 17. stoletju ugotovil, da je rep kometa obrnjen stran od Sonca, kar pomeni, da Sonce ustvarja določen pritisk. O tem, da ima svetloba gibalno količino, so prvič teoretično razmišljali leta 1873, prvič pa so jo izmerili leta 1900, vendar zgolj kako se kot celota prenese na telo.

Slovenski, kanadski in brazilski znanstveniki pa so zdaj po skoraj 150 letih ugotovili, kako se gibalna količina prenese na snov v času in prostoru in da se pri tem sprožijo elastični valovi.

V okviru raziskave, ki jo je vodil Tomaž Požar z ljubljanske fakultete za strojništvo, so slovenski raziskovalci opravili meritve, ekipa iz Kanade pa je izračunala optične sile. Brazilski znanstveniki so nato naredili natančen model širjenja valovanja.

Te ugotovitve bi lahko uporabili za delovanje optičnih pincet, ki jih znanstveniki uporabljajo za natančno premikanje in držanje majhnih delcev. Te pincete, ki imajo laserski snop, zaenkrat dobro delujejo predvsem pri ugotavljanju vpliva svetlobe na toge snovi, za katere je značilno, da se gibljejo kot celota.

Za opazovanje deformabilnih snovi, torej tistih, pri katerih lahko nastanejo deformacije, pa še nimajo ustrezne teorije. Znanstveniki so zdaj postavili neke vrste osnovo, kako priti do končnega opisa vpliva svetlobe na te snovi. Primer deformabilne snovi je organska celica, ki se ne giblje zgolj kot celota, ampak se tudi zvija.

Dostop do originalnega znanstvenega članka, objavljenega v znanstveni reviji Nature Communications,: https://www.nature.com/articles/s41467-018-05706-3