Новое исследование раскрывает тайну, над которой ученые размышляют уже 150 лет: как свет взаимодействует с материей и что такое световой импульс? – пишет sciencedaily.com со ссылкой на Nature Communications.

Йоханнес Кеплер – знаменитый немецкий астроном и математик – в 1619 году впервые предложил, что давление солнечного света может быть причиной того, что хвост кометы всегда направлен от Солнца – объясняет соавтор исследования и профессор инженерного дела из Университета Британской Колумбии Кеннет Чау. Только в 1873 году Джеймс Клерк Максвелл предсказал, что радиационное давление связано с импульсом, происходящим в электромагнитных полях самого света.

«До сих пор мы не могли определить, как этот импульс превращается в силу или движение, – говорит Чау. – Количество импульсов, передаваемых светом, очень мало, а у нас не было достаточно чувствительного оборудования, чтобы решить эту проблему». Теперь, благодаря новым технологиям, Чау с международной исследовательской группой из Словении и Бразилии, подобрались к разгадке этой тайны.

Чтобы измерить эти крайне слабые взаимодействия между световыми фотонами, команда построила специальное зеркало, снабженное акустическими датчиками и теплозащитой, чтобы свести помехи и фоновый шум к минимуму. Затем они стреляли лазерными импульсами в зеркало и использовали звуковые датчики для обнаружения упругих волн, перемещающихся по поверхности зеркала. Этот процесс мог напомнить наблюдение ряби на воде пруда.

«Мы не можем напрямую измерять импульс фотонов, поэтому наш подход заключался в том, чтобы обнаружить его влияние на зеркало, «слушая» упругие волны, которые проходили через него, – говорит Чау. – Мы смогли проследить особенности этих волн до момента внутри самого светового импульса, который определяет и моделирует существование легкого импульса внутри материалов».

Это открытие важно не только для углубления нашего фундаментального понимания света – радиационное давление может иметь и практическое применение.

«Представьте, что вы путешествуете на далекие звезды на межзвездных яхтах, приводимых в действие солнечной энергией в парусах, – говорит Чау. – Или, может быть, здесь, на Земле, будут разработаны оптические пинцеты, которые смогут собирать микроскопические машины. Мы еще не достигли подобного уровня, но открытие является важным шагом, и я взволнован наблюдать, куда это приведет нас потом».