Оптические силы, полученные с использованием различных формул. Параметры: n ₁ =1.0, n ₂ =1,33, n ₃ =1,45 и Δ=0, если не указано иное. ( a ) Изменение оптических сил с формой Силы рассчитываются с использованием метода трассировки лучей, в котором для импульса фотона используется подход Минковского. ( b ) Изменение оптических сил в зависимости от направления падения θ ₁ для случая p -поляризации, рассчитанное через модифицированную формулу Эйнштейна-Лауба (MEL, окружность), предложенную в этом бумага, объемное интегрирование плотности силы Лоренца (Лоренц, треугольная линия), формула Чу (Чу, звездочка) и тензора напряжений Минковского (Минковский, квадратная линия).Размер рассеивателя определяется как r _x = 2,0 мкм и r _y = 0,4 мкм (как показано в ( c )). ( c ) Картина поля для H _z в случае θ ₁ = −30°. ( d ) Изменение оптических сил в зависимости от направления падения0 мкм. Силы рассчитываются с использованием метода трассировки лучей. ( e , f ) То же, что ( b ) и ( c ) соответственно, за исключением r _y =2,0 мкм.

Для расчета силы с помощью СТ рассчитаем рассеяние методом конечных разностей во временной области для плоской волны, падающей на круговой рассеиватель (с полуосями вдоль направления x , r _x , а вдоль направления y , r _{y , из r x r y = 2. 0 мкм) и эллиптический рассеиватель (с r x = 2 мкм и r y = 0,4 мкм). Затем оптические силы, действующие на частицы, рассчитываются путем интегрирования усредненного по времени тензора напряжений Минковского по замкнутому контуру (см. пунктирные прямоугольники на рис. 2c и 2f), окружающему рассеиватель,}

. круговые рассеиватели представлены на рис. 2б и 2д (квадратные линии) соответственно, и наблюдается хорошее совпадение с результатами метода трассировки лучей.Здесь результаты для s -поляризации не показаны, поскольку они аналогичны результатам для случая p -поляризации. В расчетах используются локальные диэлектрическая и магнитная проницаемости вдоль путей интегрирования (как показано на рисунке 2c и 2f). На рис. 2в и 2е представлены картины поля H _z для рассеивателя в случае θ ₁ = −30° для кругового и эллиптического рассеивателей соответственно. Стрелки представляют элементарные векторы сил на замкнутом контуре, вдоль которого суммарная результирующая сила F _x вычисляется путем интегрирования . Большая часть притягивающей силы проявляется, когда фотоны покидают рассеиватель, что согласуется с нашим анализом.

Объяснение наблюдений и двухфотонных импульсов

Важно отметить, что наш предыдущий анализ и экспериментальное наблюдение, представленное в [11]. 22 не может различить, является ли импульс фотона, движущегося в непрерывном фоне (воде), импульсом Минковского. В аналогичном предыдущем эксперименте (хорошо известный эксперимент Джонса) подходы, основанные на формуле оптической силы, поддерживали передачу как MPM ³¹ , так и APM. ³² Такие неясности в отношении передачи импульса фотона от фона могут быть преодолены только с помощью прямого подхода импульса фотона ²⁴ , такого как метод трассировки лучей, который был основным предметом обсуждения в предыдущем разделе. Удивительно, но для эксперимента, представленного в [. 22, сила, действующая на водную среду, должна быть рассчитана по формуле Эйнштейна-Лауба, основанной на поле внутри воды, что действительно поддерживает формулировку АРМ (см. Уравнение (21) в работах. 32 и 41). Если сила, действующая на сплошную среду без потерь, рассчитывается через СТ Минковского (связанную с МРМ) с использованием внутренних полей, расчет даст нулевую силу. В цитируемом эксперименте ²² на границе раздела рассеивателя и воды ²² МФМ должен возникать из-за уменьшения рассогласования импедансов. ⁴² По сути, МПМ генерирует трансляцию электромагнитного поля. ²⁶ Это смещение относительно основы как раз и является величиной, необходимой для представления смещения внедренного объекта. ²⁵ В результате MPM появляется почти во всех основных экспериментах по радиационному давлению, которые измеряют смещение встроенного объекта. ^25,26 Однако после некоторого времени испускания фотона рассеивателем одетый фотон (МФМ) должен начать медленно, но непрерывно терять свой импульс. Этот импульс должен быть поглощен водной средой, и, наконец, импульс движущегося фотона должен быть АФМ. В этом обсуждении важно упомянуть экспериментальные наблюдения Ашкина и Дзидзича относительно распределения плотности силы в воде, ³³ , которые подтверждают выражение Эйнштейна-Лауба для плотности силы, связанное с APM, согласно Mansuripur et al . ⁴¹ Таким образом, экспериментальное наблюдение притягивающей силы на рассеивателе в [3]. 22 действительно не может доказать, что MPM является единственно правильным импульсом фотона. На самом деле, и MPM, и APM правильны, но их функциональные возможности сильно различаются.

Справедливость других методов

До сих пор передача оптического импульса рассчитывалась на основе подхода МФМ, что также хорошо согласуется с экспериментальными наблюдениями, представленными в [1]. 22.Удивительно, но никакой другой импульс фотона (Авраам или Пайерлс) не предсказывает силу оптического притяжения (см. Дополнительный рисунок S1 в Разделе 2 в Дополнительной информации). Кроме того, результаты расчета силы на основе формулы Лоренца и формулы Чу, представленные на рис. 2b и 2e, рассчитаны через интегрирование плотности силы Лоренца (изнутри внедренной частицы) и через СТ Чу (снаружи внедренной частицы), ²⁴ не гарантируют отрицательных сил (тензор напряжений Нельсона ⁴³ приводит к тому же результату).В исх. 29, было сочтено, что МФМ несет вклад импульса от однофотонного импульса (импульс поля или импульс Абрагама ^24,29 ) наряду с вкладом импульса от материала, ²⁴ P _med . ²⁹ Хотя Милонни и Бойд ²⁹ считали, что импульс среды ( P _med ) следует рассматривать как импульс, который делится с фоновой средой (или хозяином ²⁶ ) поле, мы утверждаем, вероятно впервые, что P _med следует рассматривать только как передачу механического импульса от фона к внедренной частице (см.S1 в разделе 2, а затем в разделе 3 в дополнительной информации).

Согласно Милонни и Бойду, ²⁹ this P _med происходит от дополнительного изменяющегося во времени члена Абрахама f ^{A A Однако среднее по времени f A становится равным нулю, когда мы рассматриваем усредненную по времени полную силу или усредненную по времени передачу импульса. Наше предложение также объясняет, почему член силы Гельмгольца f _H в формуле сохранения линейного количества движения Минковского 44,45 не может предсказать полную усредненную по времени механическую силу без добавления скрытых членов. из упругости и термодинамики 44,45 (см. также раздел 3 в дополнительной информации).}

Поскольку изменяющаяся во времени плотность импульса Минковского (или MPM) содержит компонент механического импульса, усредненная по времени сила, рассчитанная с использованием соответствующей силы Гельмгольца, не может правильно предсказать общую механическую силу. Более того, закон силы Абрахама также не дает полной силы, поскольку f ^A становится нулем, когда берется среднее время. В результате, с нашей точки зрения, для вычисления правильного результата следует использовать методы трассировки лучей на основе МРМ, представленные в этой статье, или тензор напряжений Минковского на основе фоновых полей (см. трехмерные случаи, представленные в раздел 4 в дополнительной информации).Хотя тензор напряжений Чу, основанный на внешних полях, проявляет оптическую притягивающую силу для случая двумерного круга (рис. 2e), он проявляет выталкивающую силу для двумерного эллипса (рис. 2b). Фактически передачу оптического импульса от фона к внедренной частице не следует рассчитывать с помощью тензора напряжений Чу или Нельсона. Для немагнитных сред плотность импульса, связанная с этими формулами, представляет собой импульс Абрагама. В результате формулировки Чу и Нельсона не учитывают эффект передачи механического импульса P _med (дополнительный обратный импульс).Хотя несколько формулировок сил и СТ обсуждались в [11]. В работе 46 при попытке объяснить различные экспериментальные наблюдения (кроме тех, которые получены для диэлектрических смесей) не были выяснены проблемы, связанные с разными импульсами фотонов. В этой статье, даже для очень сложного сценария, мы попытались решить проблемы как СТ, так и связанных с ними импульсов фотонов.

Фотон Тракторы | Оборудование для заката

Как дилерский центр FOTON , Sundown Equipment поставляет широкий ассортимент новых и доступных по цене компактных и средних тракторов и запасных частей для всех ваших потребностей в сельском хозяйстве, площадях, сельском хозяйстве и ландшафтном дизайне.Эти высококачественные тракторы просты в обращении и надежны, независимо от того, косите ли вы, вспахиваете, тянете телегу или сгребаете и упаковываете сено. Тракторы FOTON – это отличное соотношение цены и качества.

Гарантия

Несмотря на то, что регулярное техническое обслуживание и ремонт только помогут продлить срок службы вашей машины, наши технические специалисты, прошедшие обучение на заводе-изготовителе, всегда готовы предоставить превосходный ремонт и обслуживание клиентов, ответив на любой из ваших вопросов. Все продаваемые нами новые тракторы FOTON поставляются с двухлетней гарантией на детали и работу в отношении дефектных деталей и изготовления.

Продукция Фотон

На Sundown мы решили продавать модели мощностью 25, 40, 50, 60, 70, 82, 125 и 145 л.с., которые доступны в версиях 2WD и опционально 4WD. Тракторы FOTON стандартно поставляются с ROPS. Дополнительные закрытые кабины доступны для всех моделей.

Дополнительная информация

Узнать больше о FOTON LOVOL »

Я владею своим FOTON 824 и погрузчиком уже более четырех лет и с каждым днем ​​люблю его все больше. Отличный трактор для работы по дому, наработавший 1100 часов, отлично подходит для сгребания и прессования сена.- Боб А.

Просто хотел сообщить вам, насколько я доволен своей недавней покупкой трактора FOTON мощностью 25 л.с. с погрузчиком. Это действительно сделало работу с площадями намного проще и быстрее. Он был полезен во многих случаях — от скашивания наших шести акров до легкого скашивания грязи и гравия. Фотон сделал все, что я хотел. У вас очень довольный клиент. – Майкл Х.

Я хотел выразить свое удовлетворение как вашим обслуживанием, так и качеством трактора FOTON , который я приобрел в июле 2005 года.Ваш персонал был очень дружелюбным и эффективным, позаботившись о моих потребностях и быстро отправив меня в путь. Трактор сам по себе является самым большим секретом в Айове! Он надежен, прост в обращении и в целом имеет большую ценность. Вы не можете купить газонный трактор по той же цене, что я заплатил за ваш полноприводный универсальный трактор. Поистине уникально получить качественный трактор, выгодную покупку и отличный сервис. – Роджер Х.

Физики разработали реверсивный лазерный притягивающий луч, работающий на больших расстояниях

Космические корабли в фильмах и телешоу обычно используют притягивающие лучи, чтобы буксировать другие корабли или удерживать их на месте.Физики усердно работали, пытаясь превратить эту технологию из научной фантастики в реальность. Важный прогресс недавно был достигнут командой, которая разработала лазерный притягивающий луч, способный притягивать и отталкивать частицы примерно в 100 раз сильнее, чем это было достигнуто ранее. Ведущим автором статьи, опубликованной в Nature Photonics , является Владлен Шведов из Австралийского национального университета в Канберре.

Другие недавние притягивающие лучи использовали акустику или воду, но этот использует единственный лазерный луч для управления крошечными частицами размером около 0.2 миллиметра в диаметре. Притягивающий луч смог манипулировать частицами с расстояния 20 сантиметров, побив предыдущие рекорды. Несмотря на это невероятное расстояние, исследователи утверждают, что оно все еще находится на коротком конце того, что возможно для этой техники притягивающего луча.

«Поскольку лазеры сохраняют качество луча на таких больших расстояниях, это может работать на метрах. Наша лаборатория просто не была достаточно большой, чтобы показать это», — сказал Шведов в пресс-релизе.

Предыдущие лазерные притягивающие лучи были сосредоточены на использовании фотонов для бомбардировки частиц и использовании этого импульса для продвижения их вперед; нестабильный метод, который был лишь умеренно успешным.Притягивающий луч от ANU использует полый лазерный луч, чтобы окружить частицу, а тепло от луча манипулирует воздухом и может перемещать частицу вперед, удерживать ее на месте или даже тянуть назад.

Изображение: (а) Нестабильные условия создаются для частиц с гауссовскими пучками. (б) Полые лазерные лучи создают стабильные условия, которыми можно манипулировать. (c) Схема частицы стекла внутри полого лазерного луча. Авторы и права: Шведов и др., Nature Photonics

«Демонстрация такого крупномасштабного лазерного луча — это своего рода святой Грааль для физиков, занимающихся лазерами», — прокомментировал старший автор Веслав Кроликовски.

Частицы, использованные в исследовании, представляли собой крошечные полые стеклянные шарики с золотым покрытием. Лазерный луч взаимодействует с частицами и создает горячую точку. Когда частицы воздуха сталкиваются с горячей точкой, они нагреваются и разлетаются в стороны. Затем сила отдуваемого воздуха толкает частицу в противоположном направлении.

Помимо использования на больших расстояниях, этот метод также дает команде беспрецедентный уровень контроля над тем, куда движется частица. Управляя положением горячей точки путем изменения поляризации лазера, исследователи могут контролировать, в каком направлении нагретый воздух будет толкать частицу.Его можно легко толкать, тянуть или удерживать в одном месте, просто изменяя поляризацию лазера.

«Мы разработали метод, который может создавать необычные состояния поляризации в лазерном луче в форме пончика, такие как звездообразная (аксиальная) или кольцевая поляризация (азимутальная)», — добавил соавтор Кирилл Гнатовский. «Мы можем плавно переходить от одной поляризации к другой и тем самым останавливать частицу или изменять ее направление по желанию».

К сожалению, даже если притягивающий луч будет успешно испытан в большем пространстве, он не будет использоваться для наматывания вражеских космических кораблей, как в фильмах (не то, чтобы это была огромная проблема для человечества прямо сейчас).Исследователи отмечают, что этот тип притягивающего луча может быть очень полезен для физиков, которым необходимо контролировать отдельные частицы, и, возможно, его даже можно использовать для управления загрязняющими веществами в воздухе.

Photon Storm » Притягивающие лучи

О

Tractor Beams — игра, созданная для веб-сайта барашка Шона и основанная на игре в кости Yahtzee. Вместо кубиков у вас персонажи из телешоу.Вместо казино действие игры происходит в открытом космосе, где инопланетянин (опять же из сериала) осветил персонажей.

Цель игры — завершить раунд, нажав все 12 кнопок «комбо» на панели комбо (например, «5 одинаковых», «3+ Тимми» и т. д.).

Вы делаете это, смешивая 5 символов, которые светятся выше. Если вы хотите отказаться от одного или нескольких символов, просто щелкните по нему, а затем нажмите кнопку «Новый луч». Вы можете сделать это до 2 раз за ход.

Если вам удастся собрать все комбинации до того, как истечет время, начнется новый раунд.

Проверьте, сможете ли вы установить мировой рекорд! (счета сохраняются только в том случае, если вы зарегистрированы и вошли на веб-сайт Барашка Шон)

Плюсы

• Мне очень нравится Yahtzee, поэтому было очень весело сделать его детскую вариацию.
• Мне просто нравится визуальное оформление этой игры. Графика Гава, конечно, очень помогает, но я уделил особое внимание всем мелочам, таким как нажатия кнопок, звуки, звезды и спецэффекты.
• Очень доволен общей научно-фантастической атмосферой игры, учитывая тему!
• Здесь есть большая глубина, если копать достаточно усердно.Некоторые баллы доказывают это!

Минусы

• Вы должны войти на сайт Барашка Шон, чтобы сохранить свой счет. Мы приняли это решение, потому что в противном случае API-интерфейс Mochi Highscore, который мы используем, позволяет вам вводить свое имя в произвольном тексте, когда вы отправляете свой результат, и мы боялись подумать, какие непристойные вещи люди могут добавить к тому, что в целом является детским веб-сайтом. Поэтому нам пришлось заблокировать это. Прости!
• Очень хотелось бы, чтобы обучение было интерактивным внутриигровым, а не размещенным на веб-сайте, но, увы, у меня не хватило времени.Возможно, я обновлю это в будущем, если мы когда-нибудь выпустим его засеянную версию.
• Всего 4 последовательности спецэффектов, хотелось бы добавить еще кучу

Мелочи развития

• Кодовая база этой игры почти полностью взята из моей предыдущей игры Five Dice Frenzy.
• Широкое использование Flint было сделано для частиц, звезд и эффекта «включения луча».
• Масштабирование логотипа в начале игры было полной случайностью. Я пытался создать совершенно другой эффект, когда делал это! Я так любил его, что сохранил. В какой-то момент я опубликую исходный код этого эффекта.

Не тяните ногу: тягачи могут быть возможны | Наука

Его мощности недостаточно, чтобы тянуть «Тысячелетний сокол», но четыре группы физиков независимо друг от друга пришли к одной и той же основной идее реального притягивающего луча. Лазерный луч, который придумали группы, может тянуть объект размером с крупинку соли или меньше, но эксперты говорят, что он может предоставить новый инструмент для манипулирования крошечными объектами, такими как клетки.

“Это ново, это интересно, и кто знает, для чего это может быть полезно?” — говорит Хуан Хосе Саенс, теоретик из Автономного университета Мадрида, который не участвовал ни в одной из статей, но чья собственная группа также работала над этой идеей. «Удивительно, что четыре или пять групп одновременно выдвигают одну и ту же идею».

Не новость, что свет может двигать объект. С 1980-х годов ученые перемещали небольшие объекты с помощью так называемых оптических пинцетов, которые могут захватывать крошечные объекты, такие как клетки, и перемещать их. А за последние полвека физики использовали крохотную силу света, чтобы привести в движение нанометровые лучи и кантилеверы — или остановить их движение.

Физики определили несколько основных способов, с помощью которых свет может напрягать свои мускулы. Подобно струе воды из шланга, световой луч создает крошечный толчок вперед, когда сталкивается с чем-то. Свет также может притягивать объект, используя так называемую силу градиента. Эта сила возникает из-за того, что электрические и магнитные поля света поляризуют материал в объекте, и поляризованный объект может затем уменьшить свою энергию, перемещаясь туда, где свет наиболее интенсивен.

Притягивающий луч будет работать по-новому. В этом случае свет будет притягивать объект к источнику луча, даже если луч имеет одинаковую интенсивность по всей своей длине. Хитрость заключается в использовании особого типа лазерного луча. В обычном луче каждый фотон движется в направлении луча, поэтому, когда фотон отскакивает прямо от объекта, он создает максимально возможный толчок. Однако физики могут генерировать луч, перекрывая световые волны, образующие угол относительно желаемого направления (см. рисунок).Перекрывающиеся волны создают движущийся вперед луч, известный как луч Бесселя, интенсивность которого остается постоянной по его длине. Но теперь каждый фотон движется под углом относительно луча. Поэтому, когда кто-то отскакивает от объекта, он оказывает меньший толчок вперед.

Тем не менее, луч все еще толкает, и чтобы преодолеть это давление, физикам нужно полагаться на другую часть физики. Опять же, свет будет поляризовать материал объекта электрически и магнитно. Затем поляризованный объект будет излучать и перенаправлять свет.Регулируя свойства материала объекта, а также поляризацию и синхронизацию отдельных световых волн в луче, физики могут заставить объект излучать больше света вперед по лучу, чем назад к его источнику. Затем излучаемый свет действует как двигатель обратного действия, преодолевая уже уменьшенный прямой толчок луча и направляя объект обратно к его источнику.

Детали предложений различных групп различаются. Например, Андрей Новицкий из Технического университета Дании в Люнгбю и его коллеги в Сингапуре рассматривают одиночную сферическую частицу в пучке Бесселя и в основном изучают, как размер и свойства материала частицы должны быть скорректированы, чтобы вызвать притяжение, как они сообщили в Интернете. 10 ноября в Physical Review Letters .«В целом нет жесткого ограничения по параметрам» для достижения аттракциона, — говорит Новицкий. В июле Джек Нг из Гонконгского университета науки и технологии в Коулуне и его коллеги сообщили об аналогичном анализе в Nature Photonics . (В феврале эти две статьи были размещены с разницей в день на сервере препринтов arXiv.)

Напротив, Аристид Догариу и Сергей Сухов, физики из Университета Центральной Флориды в Орландо, придерживаются несколько иного подхода.Вместо того, чтобы использовать простую сферу и варьировать ее материальные параметры и размер, они начинают с произвольного объекта — случайного набора из 160 сфер — и показывают, что они всегда могут настроить синхронизацию и поляризацию отдельных волн в луче, чтобы создать притяжение. , о чем они также сообщили в Интернете 10 ноября в Physical Review Letters . «Когда у нас есть форма, мы можем спроектировать балку и манипулировать ею, чтобы получить желаемую тягу», — говорит Догариу.

В 2006 году Филип Марстон из Университета штата Вашингтон, Пуллман, описал аналогичную тягу, используя пучок звуковых волн Бесселя.В сентябре он и Ликунь Чжан опубликовали в Physical Review E анализ, связывающий акустические и оптические явления.

Пока что ни одна из команд не создала притягивающий луч. Так может это действительно работает? Возможно, говорит Марстон. «Я думаю, что кто-то продемонстрирует силу притяжения», — говорит он. Саэнс говорит, что тянуть простую сферу, как описывают Чан и Новицкий, должно быть проще в реализации, но подходы Сухова и Догариу могут иметь более общие применения, возможно, при манипулировании биологическими образцами.

Что касается буксировки звездолета, не задерживайте дыхание. По словам Саенса, перетаскиваемый объект должен быть меньше масштаба длины, в котором световые волны остаются упорядоченными и «когерентными». Таким образом, чтобы почувствовать рывок, «Тысячелетний сокол» должен был бы уменьшиться до менее чем миллиметра в длину. И действительно, сколько эго Хана Соло могло уместиться в такой крошечный корабль?

Артур Ашкин, 98 лет, умер; Лауреат Нобелевской премии изобрел притягивающий луч]

Артур Ашкин, физик, удостоенный Нобелевской премии 2018 года за выяснение того, как использовать силу света для улавливания микроскопических объектов для более тщательного изучения, назвав свое изобретение оптическим пинцетом, умер 21 сентября в своем доме в Рамсоне. , Нью-Джерси Ему было 98 лет.

Его дочь Джудит Херску подтвердила смерть в понедельник.

Оптические пинцеты — или, как их более правильно называют, оптические ловушки — используют давление высокосфокусированного лазерного луча для манипулирования микроскопическими объектами, от атомов до живых организмов, таких как вирусы и бактерии.

Как писал Нобелевский комитет, доктор Ашкин «изобрел оптический пинцет, который захватывает частицы, атомы, молекулы и живые клетки своими лазерными лучами».

Отлов биологического материала оказался новаторским практическим применением в исследованиях и понимании поведения основных строительных блоков жизни, таких как ДНК, и других биологических систем. Сегодня оптические пинцеты широко производятся и продаются исследователям.

«Пинцет» доктора Ашкина создается путем излучения лазера — луча когерентного монохроматического света — через крошечную увеличительную линзу.Линза создает фокальную точку для лазера, и по странному стечению обстоятельств частицы притягиваются к этой фокальной точке и задерживаются там, не имея возможности двигаться вверх или вниз, назад или вперед.

Стивен М. Блок, профессор биологии и прикладной физики Стэнфордского университета, сравнил оптический пинцет с обездвиживающими технологиями, постулируемыми в «Звездном пути» и «Звездных войнах», назвав их «самой близкой вещью к притягивающему лучу, который люди когда-либо производили».

Открытие доктора Ашкина было случайным.

В 1966 году он возглавлял отдел лазерных исследований в Bell Labs, легендарной лаборатории в Нью-Джерси, основанной Bell Telephone Company в 1925 году, когда он отправился на научную конференцию в Фениксе. Там, на лекции, он услышал, как два исследователя обсуждали кое-что странное, что они обнаружили, изучая лазеры, которые были изобретены шестью годами ранее: они заметили, что частицы пыли внутри лазерных лучей качаются из стороны в сторону. Они предположили, что причиной может быть легкое давление.

Доктор Ашкин сделал некоторые расчеты и пришел к выводу, что причина не в этом — скорее всего, в тепловом излучении. Но его работа возродила детский интерес к предмету светового давления.

Свет давит на все, включая людей, потому что состоит из мельчайших частиц, называемых фотонами. Большую часть времени давление совершенно незначительно; люди, например, ничего не чувствуют. Но доктор Ашкин считал, что если бы объекты были достаточно маленькими, их можно было бы толкать с помощью лазера.

Он экспериментировал с крошечной прозрачной стеклянной сферой, через которую могли проходить фотоны лазера, и обнаружил, что действительно может толкать ее. Но неожиданно сфера притянулась к центру луча, где и застряла.

Причина была связана с одним из непреложных законов физики: сохранением импульса. Когда фотоны проходили через сферу и отклонялись от нее, сфера двигалась в направлении, противоположном направлению отклоненных фотонов.Поскольку в центре луча было больше фотонов, сфера двигалась к центру.

Доктор Ашкин понял, что с помощью двух лучей, направленных друг на друга, можно будет ловить крошечные объекты и перемещать их. Важная статья о его открытии была опубликована в журнале Physical Review Letters в 1970 году.

Доктор Ашкин продолжал исследовать этот предмет вместе со своими коллегами из Bell Labs, и в 1980 году он придумал способ использовать оптические ловушки для измерения заряда. электрона.

Затем, в 1986 году, он и несколько его коллег, в частности Стивен Чу, добились первого практического применения оптического пинцета, когда они направили лазер через линзу для манипулирования микроскопическими объектами. Их результаты были опубликованы в другой статье в Physical Review Letters. Д-р Чу начал использовать пинцет для охлаждения и захвата атомов, прорыв, за который он был удостоен одной трети Нобелевской премии по физике в 1997 году. не признал его основополагающую работу по присуждению премии.Но он уже начал использовать пинцет для другой цели: улавливания живых организмов и биологического материала.

Другие ученые думали, что это приложение не будет работать, как он объяснил в интервью Нобелевскому институту после того, как ему присудили премию в 2018 году.

«Они использовали свет для лечения ран, и он считался смертельным», сказал. «Когда я описывал ловлю живых существ с помощью света, люди говорили: «Не преувеличивай, Ашкин».Ашкину удалось уловить субклеточные структуры одноклеточного парамеция и небольшой вирус, поражающий растения табака. Благодаря его методу захвата также стало возможным наблюдать репликацию ДНК.

Доктор Ашкин получил половину премии по физике за 2018 год, разделив ее с Жераром Муру из Франции и Донной Стрикленд из Канады, каждая из которых получила по четверти премии. Таким образом, в свои 96 лет он стал самым пожилым лауреатом Нобелевской премии того времени. (В следующем году Джон Б. Гуденаф получил Нобелевскую премию по химии в возрасте 97 лет.)

Не имея возможности присутствовать на вручении Нобелевской премии в Стокгольме, доктор Ашкин прочитал свою Нобелевскую лекцию в Nokia Bell Laboratories в Нью-Джерси.

Артур Ашкин родился 2 сентября 1922 года в Бруклине, один из четырех детей Айседор и Анны Эшкин, которые были украинско-еврейского происхождения. Его старший брат Юлий также стал физиком и сыграл важную роль в Манхэттенском проекте — секретной попытке во время Второй мировой войны разработать атомную бомбу.

После окончания средней школы Джеймса Мэдисона Артур последовал за Джулиусом в Колумбийский университет.Он работал в Колумбийской радиационной лаборатории над магнетронами, которые производили микроволны и были предшественниками лазера. В то время в лаборатории работали еще два будущих лауреата Нобелевской премии.

Доктор Ашкин окончил Колумбийский университет в 1947 году и изучал ядерную физику в Корнеллском университете, где он работал с Гансом Бете и Ричардом Фейнманом, будущими лауреатами Нобелевской премии. Он присоединился к Bell Labs после получения докторской степени. из Корнелла в 1952 году и проработал там до выхода на пенсию в 1992 году. С 1963 по 1987 год он руководил лабораторным отделом лазерной науки.

В дополнение к оптическому пинцету доктору Ашкину приписывают открытие фоторефрактивного эффекта, который временно изменяет то, как материалы, особенно кристаллы, рассеивают или преломляют свет. Практическое использование эффекта включает создание временных голограмм. Ученые считают, что это может привести к созданию более мощных компьютеров, которые будут использовать для хранения данных свет, а не электричество.

Доктор Ашкин владеет 47 патентами и в 2013 году был занесен в Национальный зал славы изобретателей.

Помимо дочери Джудит, у него осталась жена Алин Эшкин, бывший профессор химии средней школы, которая обучала многих детей сотрудников Bell Labs; их сыновья Дэниел и Майкл, художники, чьи работы выставлялись на биеннале в Музее американского искусства Уитни в Нью-Йорке; пятеро внуков; и двое правнуков.

Уход доктора Ашкина из Bell Labs не помешал ему продолжить свои исследования. Когда он получил известие о своей Нобелевской премии, он работал в своем подвале над проектом по улучшению сбора солнечной энергии.На вопрос, собирается ли он праздновать, он сказал: «Сейчас я пишу статью. Я не собираюсь прославлять старые вещи».

Алекс Трауб сделал репортаж.

Ученые создали оптический притягивающий луч дальнего действия

Группа исследователей во главе с доктором Владленом Шведовым из Центра лазерной физики Австралийского национального университета в Канберре, Австралия, создала, по их словам, первый оптический тяговый луч дальнего действия.

Ученые Австралийского национального университета настраивают полый лазерный луч.Изображение предоставлено: Стюарт Хэй.

«Демонстрация крупномасштабного лазерного луча, подобного этому, является своего рода Святым Граалем для физиков-лазерщиков», — сказал профессор Веслав Кроликовски из Центра лазерной физики и Техасского университета A&M в Катаре, Доха, который является старшим автором статьи, опубликованной в журнал Nature Photonics .

Техника команды требует только одного лазерного луча.

Луч может перемещать частицы диаметром в одну пятую миллиметра на расстояние до 20 см, что примерно в 100 раз больше, чем в предыдущих экспериментах.

Его можно использовать для контроля загрязнения атмосферы или для извлечения мельчайших, хрупких или опасных частиц для отбора проб.

«Поскольку лазеры сохраняют качество луча на таких больших расстояниях, это может работать на метрах. Наша лаборатория просто не была достаточно большой, чтобы показать это», — сказал доктор Шведов.

В отличие от предыдущих методов, в которых для придания движения использовался импульс фотона, луч опирается на энергию лазера, нагревающего частицы и воздух вокруг них.

Часть экспериментальной установки с преобразователем луча и дозатором частиц; полуволновые пластины, используемые для изменения состояния поляризации луча, обозначаются λ/2.Изображение предоставлено: Владлен Шведов и др.

Д-р Шведов и его коллеги продемонстрировали эффект на покрытых золотом полых стеклянных частицах. Частицы задерживаются в темном центре луча. Энергия лазера попадает на частицу и распространяется по ее поверхности, где она поглощается, создавая горячие точки на поверхности. Частицы воздуха, сталкиваясь с горячими точками, нагреваются и отлетают от поверхности, что заставляет частицу отскакивать в противоположном направлении.

Чтобы манипулировать частицей, ученые меняют положение горячей точки, тщательно контролируя поляризацию луча.

«Мы разработали метод, который может создавать необычные состояния поляризации в лазерном луче в форме пончика, такие как звездообразная (аксиальная) или кольцевая поляризация (азимутальная). Мы можем плавно переходить от одной поляризации к другой и тем самым останавливать частицу или изменять ее направление по желанию», — сказал соавтор доктор Сирил Гнатовский, также из Центра лазерной физики.

_____

Владлен Шведов и л. Оптический притягивающий луч дальнего действия с контролируемой поляризацией. Nature Photonics , опубликовано в сети 19 октября 2014 г.