小型「元噴射機」可以利用光線來推動星際旅行的帆

光動力星際旅行又更近了一步。光帆，也就是由其反射的光推動的巨大帆板，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操縱它們。

「我們已經知道任何光或雷射都可以提供動量傳遞，但現在我們還可以控制方向，」他說。 考希克·庫德塔卡 在德州農工大學。他和他的同事創造了一種名為元噴流的微型設備，它利用光的折射（而不僅僅是反射）同時向多個方向移動。

該設備使用一種稱為超表面的材料，這是一種非常薄的材料片，可以偏轉光線。在這種情況下，研究人員透過使用光線來操縱超表面，從而將其翻轉。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線穿過整個設備時傳遞給整個設備的動量的強度和方向。整個東西的直徑只有 0.01 毫米。

為了測試這一點，研究人員將一個矽裝置放入水中，用雷射照射它，然後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，最高速度可達每秒 0.07 毫米。

庫德塔卡說：「既然我們知道了這個裝置中的力，你就可以改變超表面的設計並以任何你想要的方式操縱它。」他說，有些超表面會隨著時間的推移而改變形狀，這種材料可以透過光帆被推進太空。

「對於空間，你可以擴大它，但你可以保持它相同的大小，也可以將它用於生物醫學應用：這些設備實際上可以將藥物推到特定位置，」庫德塔卡說。雷射已經可以用來做到這一點，但它們的熱量會損壞分子，而使用元射流，藥物不會直接暴露於雷射光束的熱量和光下。

研究人員現在正在尋求使他們的設備更相容於不同波長的光，特別是廣譜的太陽光，即太空旅行中使用的光帆類型。 「這有點像科幻小說，」庫德塔卡說。