La idea de viajar a través del espacio interestelar se escucha como un personal de novelas de Cy-Fi que usa una nave espacial impulsada por células ultratinas. De hecho, sin embargo, un programa fue lanzado en 2016 por Stephen Hawking y Yuri Milner, conocido como Breakthrew Starshot Initiative, y exploró la idea. La idea es usar láseres para conducir las sondas espaciales en miniatura unidas a las “luces” para alcanzar la velocidad más ultra y el sistema estrella más cercano Alfa Centuri.
Caltech lidera a la comunidad mundial trabajando para lograr este objetivo audible. “Lightsel viajará más rápido que cualquier nave espacial anterior, finalmente abrirá la distancia entre centros para la nave espacial directa, a la que ahora solo se puede acceder por observaciones remotas”, explica el presidente de liderazgo de ingeniería y aplicación de Otis, explica Harry Atwater y Howard Hughes Caltech Caltech. y Howard Hughes Caltech.
Ahora, en Caltech, Atwar y sus colegas han desarrollado una plataforma para identificar membranas ultrafinas que se pueden usar algún día para crear estas luces. Sus plataformas de prueba incluyen una forma de medir la energía que los láseres aplican a las palmas y se utilizará para transmitir la nave espacial lesionada a través del espacio. Las pruebas del equipo identifican el primer paso para eliminar los conceptos originales y la observación y medición reales de materiales potenciales del diseño de las propuestas teóricas y las luces.
“Existen numerosos desafíos asociados con el desarrollo de una membrana que finalmente se puede usar como Lightsel. Es para evitar el calor, mantener su forma bajo presión y escalar a lo largo del eje de un haz láser”, dice Atwater. “Pero antes de comenzar la construcción de esta vela nacional, tenemos que entender cómo reaccionan los materiales a la presión de radiación de los láseres”.
Si un artículo que describe el trabajo aparece en la revista Fotónica de la naturalezaEl Los principales autores del documento son los académicos postdotorrales en Leo Michael en Física Aplicada y Ramon Gao (MS ’21), un estudiante graduado de física aplicada, ambos Caltech.
El objetivo es identificar el comportamiento de las luces en la carrera libremente. Sin embargo, como el primer paso, para comenzar a estudiar materiales y fuerzas de moda en el laboratorio, el equipo ha creado una pequeña luces que se dibujan en la esquina de una membrana más grande.
Los investigadores utilizaron herramientas en el Instituto de NanoSciencia de Caltech Cavley, y una membrana de nitruro de silicona utilizó una técnica llamada litografía de electrones BIM para advertir con solo 50 nanómetros de espesor, creando algo que parece un trampolín microscópico. Mini Trampolin, de solo 40 micras de ancho y 40 micras de largo, un cuadrado ha sido suspendido en la esquina por resortes de nitruro de silicona. El equipo luego golpeó la membrana con el Argon Laser Lite en una longitud de onda visible. El objetivo era medir la presión de radiación que la pequeña Lightsel sintió midiendo la velocidad del trampolín hacia arriba y hacia abajo.
El coacusado autor Michaly dice que la imagen cambia desde el punto de vista de la física cuando la vela es maestra. “En este caso, la movilidad se vuelve bastante complicada”. La pulpa actúa como un resonador mecánico, vibrando como trampolín durante la lesión por la luz. Uno de los principales desafíos es que estas vibraciones son impulsadas principalmente por el calor del haz láser, que puede enmascarar el efecto directo de la presión de radiación. Michale dice que el equipo ha convertido este desafío en un beneficio. “No solo hemos evitado los efectos del calor no deseado, sino también lo que hemos aprendido sobre el comportamiento del dispositivo para crear una nueva forma de medir la energía de la luz”.
El nuevo método permite que el dispositivo funcione adicionalmente como un medidor de energía para medir tanto la energía Y Potencia de haz láser.
“El dispositivo presenta una pequeña luz, pero una gran parte de nuestro trabajo estaba creando y apreciando un esquema para medir adecuadamente el movimiento motivado por las fuerzas ópticas”, dijo el autor de los líderes Gao.
Para hacer esto, el equipo era conocido como interferómetro de ruta general. En general, la velocidad puede detectarse mediante dos intervención de bema láser, donde una muestra vibrante golpee y la otra detecta una posición rígida. Sin embargo, en un interferómetro de ruta general, dado que las dos vigas han viajado casi de la misma manera, se han enfrentado a las mismas fuentes de palabras ambientales, como equipos operativos cercanos o incluso personas para hablar y estas señales se eliminan. Sigue siendo señales muy pequeñas de la velocidad de muestra.
Los ingenieros consolidaron el interferómetro en el microscopio y solían estudiar la célula en miniatura y colocar el dispositivo en una cámara de vacío hecha a medida. Luego son como picómetros y pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, pequeños y pequeños, Pequeño y pequeño, pequeño y pequeño, pequeño y pequeño.
Dado que los investigadores saben que una luz en el espacio siempre no será larga para ninguna fuente láser en la Tierra, por lo que hacen que el haz láser sea una esquina para duplicarlo y nuevamente el láser empuje la mini caída en la pelota. Lo más importante es que los investigadores se dispersaron en una esquina para el haz láser y, por lo tanto, la potencia del láser medido por el dispositivo calibre en algunos casos en algunos casos. Sin embargo, en esta situación, el poder era menor de lo esperado. En el documento, los investigadores han asumido que cuando se indican algunas cuentas en una esquina, el borde del rebaño golpeó, extendiendo así una porción de luz y transmitida a la otra dirección.
Mirando el frente, el equipo espera usar la nanociencia y Metamratorials-Caution es ingeniería en esa pequeña escala para las características deseadas para ayudar a controlar la velocidad y la rotación de un pequeño Lightsel.
Gao dice: “El objetivo es ver si podemos usar estas superficies nanoestructuradas, por ejemplo, un Lightsel puede proporcionar una potencia o torque de recuperación”, dijo Gao. “Si se elimina o gira un láser de iluminación del cordón, queremos que se mueva o gire hacia nosotros mismos” “
Los investigadores han notado que pueden medir la velocidad y la rotación desde el lado con la plataforma descrita en el documento. Gao dice: “Este es un paso importante hacia la observación de las fuerzas ópticas y el par diseñado para permitir una luz de aceleración libremente a la viga láser”.
El documento “Medición directa de presión de radiación para membranas de Lightsel” se publicó el 30 de enero. El autor senior de Caltech en el documento, incluidos Atwater, Michael y Gao, es el científico senior de investigación Michael de Celgenberg (PhD ’10), el ex erudito post -dictoral Claudio Yu Heail y el profesor de investigación John E. Triste. Adrian Market también es un escritor de este documento que participó en el proyecto como estudiante de posgrado en ETH Zurich. El trabajo fue apoyado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea y la iniciativa de innovación de StarShot.