Comment transformer un laser en faisceau tracteur

Un photon a un petit élan qu'il peut transmettre à tout ce qu'il frappe, comme Arthur Compton et Peter Lebedev l'ont découvert au début du siècle dernier. Nous savons maintenant que les photons peuvent être utilisés pour pousser n'importe quoi, des électrons aux voiles solaires.

Aujourd'hui, Jun Chen de l'Université Fudan en Chine et quelques amis démontrent le résultat contre-intuitif selon lequel les photons peuvent aussi tirer des choses. En d'autres termes, ils ont trouvé comment générer une force de traction vers l'arrière à partir d'un faisceau se propageant vers l'avant.

Chen et ses amis disent que cela est possible lorsque le système remplit deux conditions. Premièrement, cela ne fonctionne que pour les faisceaux dans lesquels la quantité de mouvement dans la direction de propagation est faible, comme c'est le cas pour les faisceaux qui ne font que jeter un coup d'œil sur un objet. Deuxièmement, les photons doivent exciter simultanément plusieurs multipôles au sein de la particule, qui diffusent le faisceau.

Si l'angle de diffusion est juste, la quantité de mouvement totale dans la direction de propagation peut être négative, ce qui signifie que la particule est ramenée vers la source et la lumière devient un faisceau tracteur.

Ceci ne doit pas être confondu avec divers mécanismes optiques de type pince à épiler dans lesquels des particules piégées dans un faisceau suivent le gradient d'intensité de la lumière. Dans ce cas, les particules atteignent toujours un point d'équilibre où l'intensité atteint un maximum.

La nouvelle force de Chen and co fonctionne lorsqu'il n'y a pas de gradient. Si l'occasion se présente, leur rayon tracteur ramènera une particule jusqu'à la source.

C'est un outil supplémentaire pratique dans la boîte à astuces du nanomanipulateur. Cela peut ouvrir de nouvelles voies pour la micromanipulation optique, dont des exemples typiques incluent le transport d'une particule vers l'arrière sur une longue distance et le tri des particules, selon Chen et co.

Il s'agit d'un article théorique, il ne reste donc qu'une pièce du puzzle. Il ne leur reste plus qu'à démontrer que leur rayon tracteur fonctionne.

Réf : arxiv.org/abs/1102.4905 : Force de traction vers l'arrière d'un faisceau se propageant vers l'avant

cacher