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科学家开发光学悬浮推进技术:纳米图案实现宏观物体光压驱动

加州理工学院研究人员理论证明:在物体表面刻蚀独特纳米图案,可使其在光束中自稳定悬浮并推进。光源可距物体数百万公里,有望开发激光驱动星际飞船,无需携带燃料即可达相对论速度访问恒星系。

自稳定光学操控原理

纳米图案与光相互作用产生恢复力矩,使物体在光束中平衡,编码自身稳定性,无需高聚焦激光。通过控制物体表面光散射各向异性实现宏观物体自稳定光学操控。研究者寻找光学响应不对称性,确保偏离平衡时产生恢复力矩,开发纳米光子元件群展现被动自恢复动力学。

渐进式应用路径

虽星际飞船尚远,但原理正在测试。近期可提升电路板等微小物体制造。航天器蚀刻纳米图案后,可由地球激光束驱动加速,无需燃料即达相对论速度探索系外行星。技术源于光学镊子(2018诺贝尔物理学奖基础),突破了仅能操控微观物体、极短距离的限制。

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