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Au cours des dernières années, la manipulation d’objets microscopiques grâce à la lumière a donné lieu au développement de nouvelles technologies comme la lévitation photonique nanométrique et les pincettes optiques. Récemment, une équipe de physiciens a proposé une nouvelle technologie permettant une lévitation et une propulsion photonique d’objets de toute taille, de l’échelle d’une molécule à celle d’un vaisseau spatial.

Des chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) affirment avoir trouvé un moyen de faire léviter et de propulser des objets en n’utilisant que de la lumière — bien que, pour le moment, le travail reste théorique. Ils espèrent que cette technique pourrait être utilisée pour « le contrôle de trajectoire d’engins spatiaux ultra-légers et même de voiles lumineuses (ou solaires) à propulsion laser pour l’exploration de l’espace », selon l’article publié dans la revue Nature Photonics.

Cela signifie qu’aucun carburant n’est nécessaire — il suffit d’un puissant laser tiré sur un vaisseau spatial depuis la Terre. Les chercheur de Caltech ont mis au point le système de « lévitation et propulsion photoniques » en concevant un motif complexe pouvant être gravé à la surface de l’objet.

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Illustration conceptuelle d’un objet à nano-motifs se réorientant pour rester dans un faisceau de lumière. Crédits : Atwater Laboratory

La façon dont le faisceau lumineux concentré est réfléchi par la gravure provoque la stabilisation autonome, alors qu’il tente de rester à l’intérieur du faisceau laser focalisé. La première avancée qui a jeté les bases de cette nouvelle recherche a été la mise au point de pincettes optiques, des instruments scientifiques utilisant un puissant faisceau laser pour attirer ou repousser des objets microscopiques.

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Dans leur article, les chercheurs de Caltech affirment que leur manipulation de la lumière pourrait théoriquement fonctionner avec un objet de toute taille, du micromètre à la taille d’un vaisseau spatial.

Bien que la théorie n’ait pas encore été expérimentalement testée, les chercheurs pensent que si elle se développe suffisamment, elle pourrait permettre d’envoyer un vaisseau spatial à l’étoile la plus proche en dehors de notre système solaire en seulement 20 ans.

« Il existe une application audacieusement intéressante pour utiliser cette technique comme moyen de propulsion d’une nouvelle génération d’engins spatiaux. Nous sommes loin de cela, mais nous sommes en train de tester les principes » conclut Harry Atwater, physicien au Caltech.

Sources : Nature Photonics

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