Para ilmuwan meledakkan Cermin dengan Laser untuk Mendengarkan Cahaya

Para ilmuwan meledakkan Cermin dengan Laser untuk Mendengarkan Cahaya

Cermin, cermin di dinding, bagaimana cahaya dan materi bercampur?

Para ilmuwan telah mengetahui untuk sementara bahwa cahaya memiliki momentum dan memberikan kekuatan pada apa pun yang dilewatinya. Tetapi karena momentum ini sangat kecil, eksperimen belum dapat mengamati dengan tepat bagaimana hal itu memengaruhi materi. 

Dalam mencari jawaban, sekelompok peneliti internasional beralih ke cermin dalam penelitian baru. "Cermin selalu mengisahkan kebenaran," Tomaž Požar, penulis utama studi dan asisten profesor di departemen teknik mesin di Universitas Ljubljana di Slovenia menulis dalam analogi permainan referensi "Putri Salju dan Tujuh Kurcaci" bahwa dia dibuat dan dikirim ke Live Science. 

Meskipun Požar dan timnya tidak bercakap-cakap dengan cermin, mereka mendengarkan dengan saksama bagaimana reaksinya ketika dipukul dengan seberkas cahaya. Mereka memasang sensor akustik, yang bekerja sama dengan ultrasound medis, ke cermin yang dilengkapi dengan pelindung panas. (Pemanasan dapat menciptakan gelombang elastis yang akan menghambat sinyal yang mereka coba pelajari: gelombang elastis yang diciptakan oleh momentum.)

Kemudian, para peneliti menembakkan sinar laser ke cermin dan menggunakan sensor akustik untuk mendengarkan gelombang yang dibuat ketika cahaya menghantam permukaan. "Ini seperti smes palu yang dibuat oleh cahaya," kata Požar kepada Live Science.

Gelombang kecil ini menyebabkan " suara ," atau gerakan kecil di antara atom-atom cermin. Pengungsi terkecil yang mereka temukan adalah sekitar 40 femtometer, yang kira-kira empat kali ukuran inti atom, kata Požar.

Sebelum percobaan ini, para ilmuwan hanya bisa mengukur bagaimana cahaya akan mentransfer momentum ke suatu objek secara keseluruhan, kata Požar. Tetapi metode baru ini memungkinkan mereka untuk melihat bagaimana kekuatan ini didistribusikan ke seluruh materi. Dan meskipun penelitian sebelumnya meramalkan bahwa cahaya menggerakkan materi dengan menyimpan momentum ke dalam gelombang elastis yang berbeda, sekarang ada bukti eksperimental yang dilakukannya, kata Požar.

Saat ini, para ilmuwan memiliki beberapa ide tentang bagaimana momentum ditransfer dari cahaya ke material, kata Požar.

Fisikawan Skotlandia James Clerk Maxwell adalah yang pertama kali mengusulkan, pada tahun 1873, bahwa cahaya membawa momentum di medan elektromagnetiknya. Persamaannya bersama dengan beberapa orang lain membentuk dasar elektromagnetisme . "Semua orang setuju dengan persamaan elektromagnetisme Maxwell" dan hukum yang mengatakan momentum dan energi dilestarikan, kata Požar. Tetapi para ilmuwan yang berbeda memiliki pandangan mereka sendiri tentang bagaimana kekuatan cahaya didistribusikan di seluruh materi.

Salah satu contoh terkenal adalah apa yang disebut kontroversi Abraham-Minkowski, sebuah argumen antara fisikawan Jerman Max Abraham dan matematikawan Jerman Hermann Minkowski . Abraham menyarankan bahwa momentum foton harus berbanding terbalik dengan "indeks bias," angka yang menggambarkan bagaimana cahaya bergerak melalui material, sedangkan Minkowski menyarankan itu harus langsung terkait.

Meskipun studi baru belum menentukan hipotesis mana yang benar, para peneliti berharap untuk menyempurnakan dan menggunakan prosedur eksperimental ini dalam cairan dan bahan lain untuk akhirnya mengetahuinya. Paling top di Indonesia

Požar melanjutkan dalam analoginya: apakah Putri Salju atau Ratu jahat? "Apakah ini formulism yang diajukan oleh Abraham? Mungkin yang disarankan oleh Minkowski? Atau apakah itu Einstein ... Atau seorang ilmuwan anonim yang namanya akan muncul di semua buku?"

Sejauh 1619, astronom dan matematikawan Jerman, Johannes Kepler, mengemukakan bahwa ekor komet tampaknya selalu menjauh dari matahari karena cahaya matahari memberi tekanan padanya.

Memahami fisika di balik momentum cahaya kemungkinan besar akan membuat Kepler senang, tetapi juga akan memiliki beberapa aplikasi praktis. Misalnya, pinset optik dapat dioptimalkan untuk mengerahkan kekuatan terkecil pada objek organik kecil yang mereka tangani. Atau layar surya besar dapat dibuat untuk berlayar melalui galaksi pada energi matahari.