微型「元噴射機」可以利用光線為星際旅行提供動力

由光驅動的星際旅行又更近了一步。光帆是一種巨大的帆布，由其反射的光推動，可能是在太空中進行長距離旅行的最佳方式，現在我們可能有辦法控制它們。

德州農工大學的考希克·庫德塔卡 (Kaushik Ku​​tarkar) 表示：「我們已經知道任何光或雷射都可以傳遞動量，但現在我們可以控制方向。」他和他的同事創造了一種名為元射流的微型設備，它利用光的折射而不僅僅是反射，一次可以向多個方向移動。

該設備是一種稱為超表面的材料，這是一種具有控制光線紋理的極薄薄片。在這種情況下，研究人員利用光線來操縱超表面，從而扭轉了局面。材料上的一系列微小柱子引導照射到它的光線，柱子的大小和圖案控制著光穿過整個設備時傳遞給整個設備的脈衝的強度和方向。整個東西的直徑約為0.01毫米。

為了測試這一點，研究人員將一個矽裝置浸入水中並用雷射照射它，同時用顯微鏡觀察它以追蹤其運動。他們發現，Metajet 既可以懸浮，也可以水平移動，最高速度約為每秒 0.07 毫米。

「既然我們知道了作用在這個設備上的力，你就可以改變超表面的設計，然後按照你想要的方式操縱它，」庫德塔卡說。他說，有些超表面會隨著時間的推移而改變形狀，這種材料可以用於光帆，引導它們穿越太空。

「就空間而言，你可以擴大它，但你可以保持它相同的大小並將其用於生物醫學目的：這些設備實際上可以將藥物輸送到特定位置，」庫德塔卡說。雷射已經可以用於此目的，但它們的熱量會損壞分子，並且在元射流的幫助下，藥物不會直接暴露於雷射光束的熱量和光線下。

研究人員現在正在尋求讓他們的設備適用於不同波長的光，特別是廣譜的太陽光，以使其與用於太空旅行的光帆類型更加相容。 「這有點科幻，」庫德塔卡說。