शोधकर्ताओं ने मैक्रोस्कोपिक ऑब्जेक्ट को खींचने के लिए लेजर लाइट का उपयोग करने का एक तरीका विकसित किया है। हालांकि माइक्रोस्कोपिक ऑप्टिकल ट्रेक्टर बीम का प्रदर्शन पहले भी किया जा चुका है, यह पहली बार है कि लेजर पुलिंग का उपयोग बड़ी वस्तुओं पर किया गया है।
प्रकाश में ऊर्जा और संवेग दोनों होते हैं जिनका उपयोग विभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल हेरफेर जैसे उत्तोलन और घूर्णन के लिए किया जा सकता है। ऑप्टिकल चिमटी, उदाहरण के लिए, आमतौर पर वैज्ञानिक उपकरणों का उपयोग किया जाता है जो परमाणुओं या कोशिकाओं जैसी छोटी वस्तुओं को पकड़ने और हेरफेर करने के लिए लेजर प्रकाश का उपयोग करते हैं। पिछले दस वर्षों से, वैज्ञानिक एक नए प्रकार के ऑप्टिकल हेरफेर पर काम कर रहे हैं: उपयोग करना लेजर प्रकाश एक ऑप्टिकल ट्रैक्टर बीम बनाने के लिए जो वस्तुओं को खींच सके।
"पिछले अध्ययनों में, प्रकाश खींचने वाला बल एक स्थूल वस्तु को खींचने के लिए बहुत छोटा था," चीन में क़िंगदाओ यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोध दल के सदस्य लेई वांग ने कहा। "हमारे नए दृष्टिकोण के साथ, प्रकाश खींचने वाले बल का एक बड़ा आयाम है। वास्तव में, यह सौर सेल को चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले हल्के दबाव से बड़े परिमाण के तीन आदेशों से अधिक है, जो फोटॉन की गति का उपयोग एक छोटे से धक्का देने वाले बल को लागू करने के लिए करता है।
पत्रिका में प्रकाशिकी एक्सप्रेस, वैंग और सहकर्मी उस मैक्रोस्कोपिक ग्राफीन-SiO को प्रदर्शित करते हैं2 उनके द्वारा डिज़ाइन की गई समग्र वस्तुओं का उपयोग दुर्लभ गैस वातावरण में लेजर खींचने के लिए किया जा सकता है। इस प्रकार के वातावरण में वायुमंडलीय दबाव की तुलना में बहुत कम दबाव होता है।
"हमारी तकनीक एक गैर-संपर्क प्रदान करती है और लंबी दूरी की पुलिंग दृष्टिकोण, जो विभिन्न वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए उपयोगी हो सकता है," वांग ने कहा। "दुर्लभ गैस पर्यावरण जिसे हमने तकनीक का प्रदर्शन करने के लिए इस्तेमाल किया था, वह मंगल ग्रह पर पाए जाने वाले समान है। इसलिए, इसमें एक दिन मंगल पर वाहनों या विमानों में हेरफेर करने की क्षमता हो सकती है।
पर्याप्त बल बनाना
नए काम में, शोधकर्ताओं ने एक विशेष ग्राफीन-SiO डिजाइन किया2 समग्र संरचना विशेष रूप से लेजर खींचने के लिए। जब एक लेज़र से विकिरणित किया जाता है, तो संरचना एक उलटा तापमान अंतर पैदा करती है, जिसका अर्थ है कि लेज़र से दूर का सामना करना गर्म हो जाता है।
जब ग्राफीन-SiO से बनी वस्तुएं2 समग्र संरचना एक द्वारा विकिरणित होती है लेजर बीम, उनके पीछे की ओर गैस के अणु अधिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं और वस्तु को प्रकाश स्रोत की ओर धकेलते हैं। इसे दुर्लभ गैस वातावरण के निम्न वायु दाब के साथ जोड़कर शोधकर्ताओं को एक लेज़र पुलिंग बल प्राप्त करने की अनुमति मिली जो स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त मजबूत हो स्थूल वस्तुएं.
उनके ग्राफीन-SiO से बने एक मरोड़-या मोड़-पेंडुलम डिवाइस का उपयोग करना2 समग्र संरचना, शोधकर्ताओं ने लेजर खींचने की घटना को इस तरह से प्रदर्शित किया जो नग्न आंखों को दिखाई दे रहा था। इसके बाद उन्होंने लेजर पुलिंग बल को मात्रात्मक रूप से मापने के लिए पारंपरिक गुरुत्वाकर्षण पेंडुलम का उपयोग किया। दोनों उपकरण करीब पांच सेंटीमीटर लंबे थे।
दोहराने योग्य, ट्यून करने योग्य खींच
वांग ने कहा, "हमने पाया कि खींचने वाला बल हल्के दबाव से बड़े परिमाण के तीन क्रमों से अधिक था।" "इसके अलावा, लेजर पुलिंग दोहराने योग्य है, और लेजर पावर को बदलकर बल को ट्यून किया जा सकता है।"
शोधकर्ताओं ने चेतावनी दी है कि यह काम केवल अवधारणा का प्रमाण है और तकनीक के व्यावहारिक होने से पहले इसके कई पहलुओं में सुधार की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, वस्तु की ज्यामिति, लेजर ऊर्जा और आसपास के मीडिया सहित दिए गए मापदंडों के लिए लेजर खींचने वाले बल की सटीक भविष्यवाणी करने के लिए एक व्यवस्थित सैद्धांतिक मॉडल की आवश्यकता होती है। शोधकर्ता लेजर खींचने की रणनीति में भी सुधार करना चाहेंगे ताकि यह वायु दबावों की विस्तृत श्रृंखला के लिए काम कर सके।
वांग ने कहा, "हमारा काम दर्शाता है कि जब प्रकाश, वस्तु और माध्यम के बीच की बातचीत को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है, तो मैक्रोस्कोपिक ऑब्जेक्ट का लचीला प्रकाश हेरफेर संभव है।" "यह लेज़र-मैटर इंटरैक्शन की जटिलता को भी दर्शाता है और यह कि मैक्रो और माइक्रो स्केल दोनों पर कई घटनाएं समझ से दूर हैं।"
स्रोत: शोधकर्ता एक ऑप्टिकल ट्रैक्टर बीम बनाते हैं जो स्थूल वस्तुओं को खींचता है
