加州理工學院（Caltech）的研究人員最近發表一項研究。該研究藉由在物體表面形成特定的奈米圖案，設計出只使用光而讓物體懸浮與推進的方法。未來或能用於太空船動力來源。
光鑷
數十年前，光鑷（optical tweezer）的發明，使科學家能夠利用高度聚焦雷射光束的力量，來移動及操縱奈米粒子般的微小物體。
然而，光鑷只能在極短的距離內操縱極小的物體。該研究的第一作者歐格涅·伊里奇博士（Ognjen Ilic）做了一個比喻：「我們可以利用來自吹風機的穩定氣流來懸浮一顆乒乓球，但若乒乓球過大，或是離吹風機太遠，就不會起作用。」
以光遠距操控
根據這項新研究，不同形狀及不同大小，包括從幾微米到幾公尺大的物體，都可以用光線來操控。關鍵在於在物體的表面形成特定的奈米圖案。這種圖案會與光反應，形成一個回復力矩（restoring torque），使得物體在受干擾時仍能保持在光束中。因此不需要高度聚焦的雷射光束，而是利用物體表面的圖案來增加其穩定性。光源甚至可以在數百萬公里之外。
太空船的動力來源
加州理工學院哈里·阿特華特教授（Harry Atwater）表示：「我們想出了一個可以使大型物體懸浮的方法。此科技能應用於一個有趣又大膽的想法上：新一代太空船的動力來源。雖然我們離實際應用還很遠，但我們正在進行測試的階段。」
根據理論，這艘太空船的表面會有奈米結構，並從地球發射雷射光束來加速。由於這艘太空船只需要依靠光就能產生動力及加速，不需要攜帶燃料，因此能夠達到非常高速，甚至是相對論速度，可以在 20 年內抵達太陽系以外的其他恆星。阿特華特教授也預想該科技能在地球上使用，例如快速製造更小的物體，例如電路板。
參考資料：
- California Institute of Technology, (2019, Mar 19). Levitating objects with light. EurekAlert
- Illc, O. et al., (2019, Mar 18). Self-stabilizing photonic levitation and propulsion of nanostructured macroscopic objects. Nature Photonics volume13, pages 289–295.