Světelný vztlak

Světlo vyvolává při svém dopadu na předměty tlakovou sílu, která působí přímo ve směru dopadu tohoto světla, ve směru dopadu fotonů. Tenhle fakt je znám už dlouho. Výzkumníci z Rochester Institute of Technology v americkém státě New York ale předpověděli a ověřili ještě další, exotičtější silové působení. To existuje u některých předmětů, které se nacházejí ve světelném poli. Podle analogie s účinkem proudění vzduchu kolem leteckých křídel byla tato zvláštní síla nazvána jako "světelný vztlak".

Tento jev se objevuje tehdy, když na velmi malý a průhledný objekt určitého tvaru a velikosti několika mikrometrů zamíříme svazek laserového světla. V tu chvíli se objeví určitá "záhadná síla", která na tuto malou částečku působí zhruba kolmo na proud světla. Jde vlastně o výsledek složitého ohýbání světla kolem objektu. Je to velmi podobné situaci, kdy v aerodynamickém tunelu proudí kolem křídla vzduch. Složité působení tohoto proudění nakonec dává výslednou vztlakovou sílu kolmou na směr pohybu vzduchu. Díky této síle může létat většina strojů těžších než vzduch.

A jak probíhaly pokusy, které „světelný vztlak“ odhalily? Tým vědců pod vedením Grovera Swartzlandera vkládal do světelného laserového toku a zároveň do nádržky s vodou průhledné mikrotyčinky, které měly tvar zhruba odpovídající profilu leteckého křídla - jedna strana byla spíš plochá, druhá do oblouku. Prostor s tyčinkami byl ozářen ultrafialovým laserovým svazkem o výkonu 130 miliwattů. Tyčinky se pak pohybovaly jednak ve směru záření a jednak kolmo na jednu stranu. V porovnání s běžným aerodynamickým vztlakem zde byl zaznamenán dost příkrý úhel tahu vůči toku světla, zhruba 60 stupňů. Poprvé v historii tak byl vytvořen optický vztlak.

Této zajímavé síly bude možné využít jak pro pohon mikrostrojů, tak pro přemisťování nanočástic. A možná bude vhodný i pro rafinované manévrování při plavbách kosmických slunečních plachetnic. Ty zatím mohly využívat jen složku síly slunečního záření, která míří přímo od Slunce.