فیزیكدانان به شكلی شبیه به مقطع بال های هواپیما رسیده اند كه با تاباندن پرتوهای نور به آن حركت می كند. این كشف به تولید فضاپیماهایی كمك می كند كه با استفاده از نور خورشید برای همیشه سرعت بگیرند.
فیزیكدانان آمریكایی موفق شده اند نمونه ای از یك مقطع آیرودینامیكی جدید را بسازند؛ یك بال نوری كه نیروی بالابر خود را هنگام عبور از میان پرتوهای لیزر تامین می كند.
این موفقیت كه یك قرن پس از اختراع نخستین هواپیما به دست آمده، نویدبخش آن است كه بال های نوری می توانند روزی برای هدایت اجسام در فضای خارج از جو زمین و تنها با استفاده از پرتوهای خورشید استفاده شوند.
دكتر گروور فیزیكدان در این باره می گوید: «این تقریبا مشابه كاری است كه برادران رایت در نخستین مرحله از كار خود انجام دادند.»
اصول كار بال نوری مشابه یك بال هوایی است. در هر دو حالت فشار در یك طرف بال باید بیش از طرف دیگر باشد، در نتیجه نیرویی از مقطع پرفشار به سوی مقطع كم فشار ایجاد می شود كه باعث حركت در آن سمت می شود.
در یك بال هوایی، اختلاف فشار به این دلیل ایجاد می شود كه هوا برای این كه بتواند پس از عبور از روی قسمت خمیده مجددا به هوای عبوری از زیر بال بپیوندد، مجبور است با سرعت بیشتری در سمت طولانی تر بال حركت كند و درنتیجه طبق قانون برنولی، فشار در مقطع فوقانی كاهش می یابد.
در بال نوری، عامل ایجاد فشار به جای هوا، نور لیزر است. اصول كار آن نیز مشابه فشار تشعشعی است، نظریه ای كه توسط جیمز كلارك ماكسول و آدولفو بارتولی در اواخر قرن نوزدهم ارائه شد.
براساس این نظریه، فوتون ها هنگامی كه از سطح یك جسم بازتاب می شوند یا از میان آن عبور می كنند، اندازه حركتی را به آن انتقال می دهند.
مثال بارز در این زمینه، قرارگیری دنباله غبار دنباله دارها در خلاف جهت خورشید است، زیرا پرتوهای خورشید آنها را به آن سمت هل می دهد.
آنها پیش بینی كردند فشار تشعشعی می تواند در یك بال نوری نیروی بالابر ایجاد كند. آنها برای این كه دریابند هنگامی كه پرتوهای نور وارد اجسامی با اشكال مختلف می شوند چطور شكسته یا منعكس می شوند، از تحلیل های رایانه ای استفاده كردند.
تحلیل ها نشان می داد اگر میله ای نیمه استوانه ای داشته باشیم، بخش اعظمی از پرتوهای نور تابشی در یك جهت عمودی جسم را ترك می كنند. سمتی كه پرتوها جسم را ترك می كنند، فشار تشعشعی بیشتری را تجربه می كند و به همین دلیل باید به سمت بالا برود.
برای آزمایش این پیش بینی، گروور و همكارانش میله های نیمه استوانه ای پلاستیكی را كه تنها چند میكرومتر طول داشتند، درون آب قرار دادند.
وقتی كه پرتو لیزر از زیر به این میله ها تابانده شد، میله ها علاوه بر حركت به سمت بالا ـ كه به دلیل نیروی بالابر ناشی از تابش مستقیم لیزر بود ـ به سمت پهلو نیز حركت كردند. این حركت ثانویه، عمود بر همان جهتی بود كه محققان پیش بینی می كردند، مدركی كه ثابت می كرد نیروی بالابر نوری وجود دارد.
یكی از كاربردهای بال نوری كنترل جهت فضاپیماهایی است كه به فشار تشعشعی برای پیشرانش وابسته هستند.
انجمن سیاره ای كه یك سازمان فضایی عمومی واقع در پاسادنای آمریكاست، قصد دارد تا اواخر امسال فضاپیمای تحقیقاتی پیش رانش خورشیدی لایت سیل خود را كه با فشار تشعشعی كار می كند، به فضا بفرستد. بال نوری همچنین می تواند برای به راه انداختن میكروماشین ها یا جابه جایی ذرات در مایعات استفاده شود.
درخصوص كاربرد آخر، فیزیكدانان متخصص در سیستم های مكانیكی و نوری نانومقیاس در موسسه فناوری كالیفرنیا معتقدند كه ایجاد نیروی بالابر در اجسام شفاف مفیدتر است. اگر از جنبه دیگری به مساله نگاه كنیم، این كار ممكن است امكان پذیر باشد. در این حالت به جای شكل جسم، باید شكل پرتوی لیزر را تغییر دهیم. ایكنفیلد می گوید: «این اثر جالبی است.
نكته كلیدی این است كه این میدان نانومكانیزم در تركیب با نورشناسی اهمیت بیشتری دارد، زیرا در این مقیاس ما با ساده ترین پدیده ها سر و كار داریم.»

Original thread: پرواز با بال هایی از نور, Author: Alpa, Site: تالار گفتگوی پرشین پت(مای پت)