Generasi Baru Lightfoil Gunakan Cahaya Untuk Menggerakkan Benda

Tinuku
News KeSimpulan.com - Cahaya untuk membunuh kuman? Sudah biasa. Cahaya untuk mendorong benda? Ini baru alam gaib. Tetapi fisikawan sudah membujuk ke lab.

Optik mengangkat dengan cahaya. Para ilmuwan berharap terobosan memungkinkan kendaraan ruang angkasa dapat bermanuver hanya menggunakan sinar Matahari. Tim fisikawan di Amerika Serikat telah menunjukkan daya optik analog dengan aerofoil yaitu sebuah 'lightfoil' yang dapat terangkat ketika dilewati sinar laser. Demonstrasi yang telah dilakukan lebih dari satu abad setelah pengembangan pesawat pertama, menunjukkan bahwa lightfoils suatu hari nanti bisa digunakan untuk manuver objek dalam ruang vakum hanya menggunakan sinar Matahari.

"Ini mirip tahap pertama dari apa yang dilakukan Wright bersaudara," kata Grover Swartzlander, fisikawan dari Rochester Institute of Technology di New York, juga anggota tim peneliti yang melaporkan hasilnya ke Nature Photonics kemarin.

Prinsip lightfoil mirip dengan aerofoil yaitu keduanya membutuhkan tekanan lebih besar pada satu sisi daripada sisi yang lain untuk menghasilkan sebuah gaya atau mengangkat ke arah sisi lain. Dengan aerofoil, perbedaan tekanan timbul karena udara meniup lebih cepat ke salah satu sisi atau melengkung untuk bergabung kembali dengan udara yang lewat di bawahnya. Dengan lightfoil, tekanan datang dari cahaya, bukan udara.

Sebelumnya 'radiation pressure' telah diteorikan oleh fisikawan James Clerk Maxwell dan Adolfo Bartoli pada akhir abad ke-19, muncul karena foton memberi momentum pada objek melakukan reflek atau melewatinya, misalnya ekor komet selalu menjauh dari Matahari, artinya sinar Matahari mendorong seperti itu.

Cahaya memiliki efek dorong dimulai dengan pertanyaan yang sangat sederhana. "Jika kita memiliki sayap dan disinari cahaya maka apa yang terjadi? Jadi kami pikir sebaiknya kita melakukan eksperimen, ini akan terlihat sangat cantik," kata Swartzlander.

Swartzlander dan rekan-rekannya berhipotesis bahwa radiation pressure bisa mengangkat seperti yang dilakukan lightfoil dalam analisis komputer untuk mempelajari bagaimana cahaya membias dan merefleksi saat memasuki objek yang berbeda bentuk. Sukses datang dalam bentuk batang semi-silinder yang menunjukkan sebagian besar insiden cahaya harus dalam arah tegak lurus. Satu sisi mengalami tekanan radiasi lebih besar sehingga terangkat.

Untuk menguji prediksi ini, tim menaruh plastik berbentuk batang semi-silinder (hanya beberapa mikrometer panjangnya) ke dalam air. Ketika peneliti menembak sinar laser ke batang dari bawah, batang ini bergerak ke atas. Tetapi objek juga pindah ke samping. Para peneliti mengklaim telah membuktikan adanya 'optical lift'.

Salah satu aplikasi lightfoil yaitu mengendalikan arah pesawat ruang angkasa yang mengandalkan tekanan radiasi untuk mendorong, seperti pesawat ruang angkasa panel surya eksperimental yaitu LightSail-1 milik Planetary Society (sebuah organisasi publik untuk ruang angkasa di Amerika Serikat yang berbasis di Pasadena, California). Konsep lightfoil juga bisa digunakan untuk power micromachines ataupun mengirim partikel dalam cairan.

Matt Eichenfield, fisikawan optik dan mekanika nano dari California Institute of Technology di Pasadena, mengatakan temuan ini sangat aplikatif jika direalisasikan untuk setiap objek transparan. "Ini efek yang menarik, kuncinya di bidang mekanika nano yang dikombinasikan dengan optik. Kita melihat kembali fenomena sederhana yang telah mereka lakukan di sini.." kata Eichenfield.

Optical lift adalah "ide yang sangat rapi," kata Miles Padgett, fisikawan dari University of Glasgow di Skotlandia, tetapi terlalu dini untuk mengatakan apa manfaatnya. "Mungkin berguna, mungkin tidak. Waktu akan memberitahu," kata Miles Padgett.

Swartzlander berharap pada akhirnya dapat menguji lightfoils di udara dan mencoba berbagai bentuk dan bahan dengan sifat berbagai bias. Dalam studi tersebut, para peneliti menggunakan sinar ultraviolet untuk menghasilkan lift, tetapi jenis cahaya lain dapat dikombinasikan dengan baik. "Hal yang indah tentang hal ini bahwa sistem akan terus bekerja selama Anda memiliki cahaya," kata Swartzlander.
  1. Grover A. Swartzlander Jr, Alexandra B. Artusio-Glimpse (Chester F. Carlson Center for Imaging Science and the Department of Physics, Rochester Institute of Technology, Rochester, New York 14623, USA); Timothy J. Peterson (Computer Science Department, Rochester Institute of Technology, Rochester, New York 14623, USA); and Alan D. Raisanen (Semiconductor and Microsystems Fabrication Laboratory, Rochester Institute of Technology, Rochester, New York 14623, USA). Stable optical lift, Nature Photonics, Published 05 December 2010, DOI:10.1038/nphoton.2010.266
Credit : Grover A. Swartzlander Jr. et. al. (Stable optical lift), Nature Photonics, Published 05 December 2010, DOI:10.1038/nphoton.2010.266
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment