Використовуючи закони оптики, вчені вперше показали, що світло може створювати підйомну силу і навіть керувати рухом предметів.
Можливо, сонячні вітрила, які сьогодні вже відчувають в космосі, отримають і «кермо», яке в майбутньому дозволить космічним кораблям переміщатися в міжзоряному просторі тільки за рахунок невичерпної енергії Сонця?
Фотони - кванти світла - створюють світловий тиск, коли відбиваються від об'єкта. Тому сонячні вітрила повинні мати унікальні відбивальні здібності, щоб тиск був максимальним. Але як ними керувати? А що, якщо фотони будуть не тільки відбиватися від поверхні матеріалу, але і проходити крізь нього? Тоді кут, під яким світло падає на матеріал і виходить з нього, визначатиме напрямок рух об'єкта, припустив Гровер Шварцлендер (Grover Swartzlander) з Рочестерського технологічного інституту в Нью-Йорку (the Rochester Institute of Technology). Разом з колегами він створив комп'ютерну модель «світлового крила», розрахував його оптимальні характеристики і перевірив свою роботу в лабораторних умовах. Об'єкт полетів!
У роботі, опублікованій в журналі Nature Photonics, вчені розповідають про свої досліди з оптичною підйомною силою. Вони виготовили стрижень у кілька мікрометрів з прозорого пластику. Плоский з одного боку і округлий з іншого, він нагадує за формою крило аероплана. Вони помістили стрижень у камеру з водою і освітлювали його знизу ультрафіолетовим лазерним світлом. Як і було передбачено, стрижень не тільки піднімався, але, що більш важливо, рухався в напрямку, перпендикулярному напрямку лазерного світла.
З симетричними мікросферами такий фокус не виходить. У разі аеродинаміки, підйомна сила виникає через форму крила, будь то птах або Боїнг: повітря під ним рухається повільніше і при більшому тиску, ніж над крилом. Оптична підйомна сила створюється всередині прозорого об'єкта, оскільки світло проходить крізь нього і ламується. Під час експерименту вчені отримали рекордні оптичні підйомні кути - близько 60 градусів. Якби ви злітали за таких умов, ваш шлунок точно б опинився в п'ятах, помічає Шварцлендер. Наступне
завдання - перевірити підйомну силу світла в повітрі, використовувати матеріали з різними коефіцієнтами відображення і заломлення і світло різних довжин хвиль.
Шварцлендер стверджує, що рухом сонячного вітрила можна буде повністю керувати в 3D, якщо використовувати два поперечних набори напівкруглих стрижнів. Правда, Дін Альхорн (Dean Alhorn), провідний інженер нещодавно запущеного експерименту НАСА (NanoSail-D solar sail experiment) вважає, що сонячне світло занадто слабке, щоб здійснити цей проект на практиці.