โดย ยาเซมิน ซาปลาโคกลู เผยแพร่ 24 สิงหาคม 2018
กระจก, บาคาร่ากระจกบนผนัง, วิธีการทําแสงและสสารปะปนกันหลังจากทั้งหมดหรือไม่
นักวิทยาศาสตร์ได้รู้มาระยะหนึ่งแล้วว่าแสงมีโมเมนตัมและออกแรงกับสิ่งที่มันกระทบ แต่เนื่องจากโมเมนตัมนี้มีขนาดเล็กมากการทดลองจึงไม่สามารถสังเกตได้อย่างชัดเจนว่ามันมีผลต่อสสารอย่างไร
ในการค้นหาคําตอบกลุ่มนักวิจัยนานาชาติหันไปหากระจกในการศึกษาใหม่ “กระจกบอกความจริงเสมอ”
Tomaž Požar ผู้เขียนนําของการศึกษาและผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยลูบลิยานาในสโลวีเนียเขียนในการเปรียบเทียบขี้เล่นที่อ้างถึง “สโนว์ไวท์และคนแคระทั้งเจ็ด” ที่เขาสร้างและส่งไปยัง Live Science [นั่นอะไรน่ะ? ตอบคําถามฟิสิกส์ของคุณ]แม้ว่า Požar และทีมของเขาจะไม่ได้สนทนากับกระจก แต่พวกเขาก็ตั้งใจฟังว่ามันตอบสนองอย่างไรเมื่อถูกตีด้วยลําแสง พวกเขาติดเซ็นเซอร์อะคูสติกซึ่งทํางานคล้ายกับอัลตร้าซาวด์ทางการแพทย์เข้ากับกระจกที่ติดตั้งเกราะป้องกันความร้อน (การทําความร้อนสามารถสร้างคลื่นยืดหยุ่นที่จะขัดขวางสัญญาณที่พวกเขาพยายามศึกษา: คลื่นยืดหยุ่นที่สร้างขึ้นโดยโมเมนตัม)
จากนั้นนักวิจัยได้ยิงลําแสงเลเซอร์เข้าไปในกระจกและใช้เซ็นเซอร์อะคูสติกเพื่อฟังคลื่นที่สร้างขึ้นเมื่อแสงกระทบพื้นผิว “มันเหมือนกับค้อนทุบที่ทําด้วยแสง” Požar บอกกับ Live Science
คลื่นเล็ก ๆ เหล่านี้ทําให้เกิด “เสียง” หรือการเคลื่อนไหวเล็ก ๆ ระหว่างอะตอมของกระจก การกระจัดที่เล็กที่สุดที่พวกเขาพบคือประมาณ 40 femtometers ซึ่งมีขนาดประมาณสี่เท่าของแกนกลางของอะตอม Požar กล่าว
ก่อนการทดลองนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดได้ว่าแสงจะถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังวัตถุโดยรวมอย่างไร Požar กล่าว แต่วิธีการใหม่นี้ทําให้พวกเขาเห็นว่าแรงนี้กระจายไปทั่ววัสดุอย่างไร และแม้ว่าการวิจัยก่อนหน้านี้คาดการณ์ว่าการเคลื่อนที่ของแสงจะมีความสําคัญโดยการฝากโมเมนตัมลงในคลื่นยืดหยุ่นที่แตกต่างกัน แต่ตอนนี้มีหลักฐานการทดลองว่าเป็นเช่นนั้น Požar กล่าว
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์มีแนวคิดจํานวนหนึ่งเกี่ยวกับวิธีการถ่ายโอนโมเมนตัมจากแสงไปยังวัสดุ Požar กล่าวนักฟิสิกส์ชาวสก็อต James Clerk Maxwell เป็นคนแรกที่เสนอในปี 1873 ว่าแสงนั้นมีโมเมนตัมในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สมการของเขาพร้อมกับคนอื่น ๆ อีกสองสามคนเป็นพื้นฐานของแม่เหล็กไฟฟ้า “ทุกคนเห็นด้วยกับสมการแม่เหล็กไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์” และกฎที่บอกว่าโมเมนตัมและพลังงานได้รับการอนุรักษ์ไว้ Požar กล่าว แต่นักวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันมีมุมมองของตัวเองเกี่ยวกับวิธีการกระจายแรงของแสงไปทั่วสสาร
ตัวอย่างหนึ่งที่มีชื่อเสียงคือการโต้เถียงที่เรียกว่าอับราฮัม – Minkowski ซึ่งเป็นข้อโต้แย้งระหว่างนัก
ฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Max Abraham และนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน Hermann Minkowski อับราฮัมแนะนําว่าโมเมนตัมของโฟตอนควรเกี่ยวข้องผกผันกับ “ดัชนีการหักเหของแสง” ซึ่งเป็นตัวเลขที่อธิบายว่าแสงเดินทางผ่านวัสดุอย่างไรในขณะที่ Minkowski แนะนําว่าควรเกี่ยวข้องโดยตรง
แม้ว่าการศึกษาใหม่ยังไม่ได้กําหนดว่าสมมติฐานใดที่ถูกต้องหากมีนักวิจัยหวังว่าจะปรับแต่งและใช้ขั้นตอนการทดลองนี้ในของเหลวและวัสดุอื่น ๆ เพื่อคิดออกในที่สุด
Požar ยังคงดําเนินต่อไปในการเปรียบเทียบของเขา: มันคือสโนว์ไวท์หรือราชินีที่ชั่วร้าย? “มันเป็นรูปแบบที่เสนอโดยอับราฮัมหรือไม่? บางทีหนึ่งที่แนะนําโดย Minkowski? หรือว่าเป็นหนึ่งในไอน์สไตน์… หรือของนักวิทยาศาสตร์นิรนามที่มีชื่อ [หนึ่ง] วันจะปรากฏในตําราเรียนทั้งหมด?”
ย้อนกลับไปในปี ค.ศ. 1619 นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน Johannes Kepler แนะนําว่าหางของดาวหางดูเหมือนจะชี้ให้ห่างจากดวงอาทิตย์เสมอเพราะแสงของดวงอาทิตย์กําลังกดดันมัน
การทําความเข้าใจฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังโมเมนตัมของแสงน่าจะทําให้ Kepler ตื่นเต้น แต่ก็จะมีการใช้งานจริงเช่นกัน ตัวอย่างเช่น แหนบแบบออพติคอลสามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อออกแรงน้อยที่สุดกับวัตถุอินทรีย์ขนาดเล็กที่พวกมันจัดการ หรือใบเรือสุริยะที่ยิ่งใหญ่สามารถสร้างขึ้นเพื่อแล่นผ่านกาแล็กซีด้วยพลังงานของดวงอาทิตย์
นักวิจัยรายงานการค้นพบของพวกเขาเมื่อวันที่ 21 สิงหาคมในวารสาร การสื่อสารธรรมชาติ (เปิดในแท็บใหม่).
เผยแพร่ครั้งแรกใน วิทยาศาสตร์สด.บาคาร่า / ข่าวเกมส์มือถือ
