據物理學家組織網近日報道，光具有動量的想法並不新鮮，但光與物質如何相互作用的確切性質，在近150年來一直是個未解之謎。
一個國際科研團隊在日前出版的《自然·通訊》雜誌上首次公佈了測量光動量的新技術，這項突破不僅有助於揭示這一謎團，也可能為太空旅行帶來革命性突破。德國著名天文學家、數學家約翰內斯·開普勒於1619年首次提出，來自太陽光的壓力可能決定了彗星的尾巴總是指向遠離太陽的方向。1873年，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋爾預測，輻射壓力是由光的電磁場中的動量產生的。動量是與物體的質量和速度相關的物理量，指運動物體的作用效果。
最新研究合作者、加拿大不列顛哥倫比亞大學奧卡納甘校區工程學教授肯尼思·周（音譯）說：“我們之前一直沒有確定這種動量是如何轉化為力或運動的。因為光攜帶的動量非常小，所以，我們沒有足夠靈敏的設備來解決這一問題。”
在新研究中，他和來自斯洛文尼亞和巴西的科學家設計了一種新裝置，來測量光子之間微弱的相互作用。
他們製作了一面配備聲學傳感器和隔熱層（能將干擾和背景噪音降至最低）的鏡子。然後，朝鏡子發射激光脈衝，並使用聲學傳感器來探測激光穿過鏡子表面時產生的彈性波，“就像觀察池塘裡的漣漪”。
肯尼思·周說：“我們不能直接測量光子的動量，因此另闢蹊徑：通過‘聆聽’穿過鏡子的彈性波來探測它們對鏡子的影響。我們能借由這些波的特徵追蹤到光脈衝本身的動量，這為最終界定和模擬光動量如何存在於物質內部打開了大門。”
研究人員說，新發現有助於他們進一步瞭解光的基本特性。此外，對輻射壓力的理解也可以應用於諸多領域。
肯尼思·周說：“想象一下乘坐由太陽帆驅動的星際遊艇前往遙遠的星球；或在地球上研發可組裝微型機器的光學鑷子。目前，我們還沒有走到那一步，但新發現是重要的一步。”
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