Учёные из сингапурского исследовательского института A*STAR первые предложили способ перемещения предметов при помощи света в любом направлении, как от источника света, так и к нему. То есть появилась возможность не только отталкивать, но и притягивать объекты.
Сама идея использовать свет для манипуляции объектами возникла ещё в начале ХХ века, когда исследования Эйнштейна, Планка и других выдающихся учёных показали, что свет способен воздействовать на предметы, в частности оказывать давление на них. Таким образом, используя направленный луч света, генерируемый лазером, можно перемещать микроскопические объекты. Перемещение же крупных объектов из-за их большой массы невозможно.
Возможность перемещения объектов при помощи света довольно активно используется, начиная с 80-х годов прошлого века. Например, для перемещения клеток в биотехнологиях. Впрочем, в данном случае речь идёт только о возможности толкать объект от источника излучения. Извлечение клеток таким образом было невозможно.
Этим направлением очень заинтересовалось американское аэрокосмическое агентство NASA. Ведь в теории, способность притягивать объекты например позволит брать образцы с поверхности небесных тел с больших расстояний, не совершая посадку на них (как на видео ниже). В таком случае микроскопических образцов будет вполне достаточно для проведения множества исследований.
Исследования в этом направлении велись в разных научных центрах разных стран. Но до сегодняшнего дня никому не удавалось создать технологию двустороннего перемещения объектов – как отталкивать, так и притягивать. И если в 2011 году идея такого луча существовала лишь на бумаге, то сегодня учёные уже смогли доказать возможность использования этой технологии уже экспериментально.
На данный момент наиболее же перспективной показалась технология, предложенная сингапурским исследовательским институтом A*STAR, в которой задействованы так называемые лучи Бесселя (см. фото). Их особенность в то, что фотоны в них движутся под углом, относительно направления движения самого луча. Как следствие, сила отталкивания у таких лучей ощутимо меньше чем у обычных. Такой луч создает на поверхности не просто пятно света, а пятно света, окруженное концентрическими кругами.
При желании можно подобрать такие свойства луча, что свет будет отражаться объектом не в направлении источника, а в направлении от него. Как следствие, объект будет не отталкиваться, а наоборот — притягиваться. Для осуществления этого потребуется направить на объект не один, а два луча.
Лазерные лучи используются учёными для управления микроскопическими объектами, например, отдельными клетками организмов.
А притянуть большой объект все равно не представляется возможным, даже теоретически. Ведь для этого потребуется чрезмерно высокая мощность излучения, которая станет в итоге причиной разрушения этого объекта.
Конечно же, для завершения работ, выхода их из стадии научных исследований и создания рабочих устройств потребуется еще немало времени. Но учёные надеются, что у них это получится в течение нескольких ближайших лет.
Кстати, пригодится разработка A*STAR не только для исследования космоса, но и для решения многих других задач. Например, при помощи неё можно будет проводить оценку прочности биологической клетки, что позволит уже на ранних стадиях узнать, инфицирована ли она или нет.