美科學家研發星際迷航型牽引波束(圖)

2012年10月26日 09:38  孝文

　　

　　《星際迷航》中，「進取」號飛船的船員經常利用牽引波束拯救陷入危難的友好飛船或者捕獲敵方飛船

　  北京時間10月26日消息，據國外媒體報道，紐約大學的兩位物理學家——大衛-格里爾教授和研究生大衛-魯菲納研發出一項具有科幻色彩的新技術，可利用光束將粒子移動到光束的源頭。這項技術不免讓人聯想到《星際迷航》中的牽引波束。格里爾和魯菲納表示他們已在實驗中驗證這項技術。

　　格里爾和魯菲納就職於紐約大學物理學系和軟物質研究中心。他們表示已經研發出《星際迷航》型牽引波束，但只是在微觀尺度下。在《星際迷航》中，一旦發現友好的星際飛船陷入危難，「進取」號飛船的船員便使用牽引波束將被困飛船拖拽到安全地帶。

　　直到現在，這項技術仍超出物理學家的能力範疇，他們所能做的就是利用基於激光的「鑷子」型裝置在二維尺度下將粒子拖拽微小的距離。在刊登於《物理學評論快報》雜誌的一篇文章中，格里爾和魯菲納闡述了一項技術，可利用光束將粒子拖拽到光束的源頭。光線能夠移動物體——這種特性構成了太陽帆技術的基礎——但利用光線遠距離拖拽物體面臨相當難度。

　　紐約大學研發的牽引波束立基於2011年公布的一項中國研究，利用同心環形貝塞爾波束。研究顯示這種波束能夠讓裡面的粒子背朝波束源一側放射出光子，迫使粒子退回到波束源頭。不過，一直沒有人研發出這種波束。研究中，紐約大學的科學家發射兩個並排貝塞爾波束穿過顯微鏡，而後利用鏡頭進行調整，使其重疊在一起。通過改變兩個波束的相對相位，這種技術能夠將粒子捕獲到一個移動的全息圖——被他們稱之為「光學輸送機」——讓三維尺度下的雙向運輸成為可能。

　　《新科學家》雜誌解釋了如何以這種方式發射波束以形成明暗區域交替的樣式。通過微調亮區的光子，使其向後散射，可以擊中選定的粒子，導致其移動到下一個亮區。 當然，這種波束不足以捕獲一艘星際飛船。研究中，格里爾和魯菲納利用這項技術讓懸浮在水中的微小硅球移動30微米。魯菲納在接受《新科學家》雜誌採訪時說：「這項技術仍處於萌芽階段。」不過，它打開了一扇將科幻變成科學現實的窗口。美國宇航局也對這種研究產生興趣。(孝文)