光的动量首次被巧妙测量 有望为太空旅行带来革命性突破

北京，8月24日(记者刘霞)——根据物理学家组织网络21日的一份报告，光具有动量的想法并不新鲜，但是光与物质相互作用的确切性质是近150年来未解之谜。一个国际科学研究小组在最近出版的《自然通讯》杂志上首次发表了一项测量光动量的新技术。这一突破不仅有助于揭开谜团，还可能给太空旅行带来革命性的突破。

德国著名的天王科学家和数学家约翰尼斯·开普勒在1619年首次提出，来自太阳的压力可能决定彗星的尾巴总是指向远离太阳的方向。1873年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦预言辐射压力是由光的电磁场中的动量产生的。动量是与物体的质量和速度相关的物理量，指的是运动物体的效果。

最新的研究合作者，不列颠哥伦比亚大学冈那甘分校的工程学教授肯尼斯·周说:“在这种动力如何转化为力或运动之前，我们还不确定。因为光的动量很小，所以我们没有足够的敏感设备来解决这个问题。”

在新的研究中，他和来自斯洛文尼亚和巴西的科学家设计了一种新的装置来测量光子之间微弱的相互作用。

他们制作了一面镜子，配有声音传感器和隔热材料(可以最大限度地减少干扰和背景噪音)。然后，向反射镜发射激光脉冲，声学传感器被用来探测激光通过反射镜表面时产生的弹性波，“就像观察池塘中的波纹一样”

肯尼斯·周说:“我们不能直接测量光子的动量，所以我们有另一种方法:通过‘听’穿过它们的弹性波来检测它们对镜子的影响。我们可以通过这些波的特征来追踪光脉冲本身的动量，这为最终定义和模拟光动量在物质中的存在方式打开了大门。”

研究人员表示，新发现有助于他们进一步理解光的基本特征。此外，对辐射压力的理解也可以应用于许多领域。

肯尼斯·周说:“想象一下乘坐太阳帆驱动的星际游艇去遥远的星球旅行。或者开发能够在地球上组装微型机器的光镊。目前，我们还没有达到这一步，但新的发现是重要的一步。”