Oryginalna koncepcja zakładała, że takie urządzenia miałyby być zdolne do wywierania oddziaływań jednego obiektu na drugi nawet z dużej odległości. I choć jak na razie trudno oczekiwać, by wiązki holownicze zostały wykorzystane w kosmicznych wojnach, to już inne zastosowania, choćby w postaci odkrywania leków i precyzyjnej produkcji, wydają się jak najbardziej realne.
Czytaj też: Kwantowe sztuczki sprawiły, że mikroskopia weszła na jeszcze wyższy poziom
Naukowy przełom w tej kwestii nastąpił w 2013 roku, kiedy to udało się stworzyć wiązkę holowniczą przyciągającą obiekty na poziomie mikroskopowym. Rok później udało się w ten sposób transportować pokryte złotem puste szklane kule na odległość kilkudziesięciu centymetrów. Z kolei w 2019 roku wiązki zostały wykorzystane do montażu materiałów w nanoskali.
Jak w ogóle działa ta technologia? Kluczem do sukcesu okazują się lasery i fale dźwiękowe pozwalające na przemieszczanie obiektów. O ile jednak odpychanie jest stosunkowo zrozumiałe, tak znacznie bardziej intrygującym aspektem jest przyciąganie obiektów z wykorzystaniem wiązek. Jak wykazały badania opublikowane w 2011 roku na łamach Nature Photonics, optyczne przyciąganie jest możliwe dzięki sile rozpraszania fotonów. Zachodzi wtedy lewitacja określana mianem optycznej.
Wiązki holownicze można byłoby wykorzystywać do projektowania leków, poznawania właściwości materiałów czy precyzyjnego produkowania niewielkich elementów
Prawdziwy przełom nastąpił jednak w styczniu tego roku, kiedy to udało się osiągnąć optyczne przesuwanie makroskopowego obiektu z użyciem lasera. Sukces zapisali na swoim koncie Lei Wang i jego współpracownicy z QingDao University of Science and Technology. Naukowcy stwierdzili, że było to zasługą siły Knudsena, powstającej za sprawą różnicy ciśnień po przeciwnych stronach małej szczeliny. To właśnie ta różnica może być źródłem siły wywieranej na obiekt znajdujący się obok.
Jeśli chodzi o potencjalne zastosowania wiązek holowniczych, to wymienia się w tym przypadku precyzyjne metody produkcji, dzięki czemu możliwe będzie dokładne wytwarzanie miniaturowych elementów. Poza tym w grę wchodzi kierowane dostarczanie leków, badanie właściwości materiałów w skali nano i mikro, unikanie kolizji w przestrzeni kosmicznej, usuwanie zanieczyszczeń ze środowiska naturalnego, projektowanie robotów zdolnych do precyzyjnych działań czy też unieszkodliwianie materiałów wybuchowych.
Czytaj też: Fizycy rzucili pojedynczym atomem, a potem go złapali laserami. To ważne osiągnięcie
I choć przed naukowcami jeszcze długa droga, zanim wiązki holownicze będą wykorzystywane w życiu codziennym, to bez wątpienia perspektywy są kuszące. Największymi obecnie zidentyfikowanymi trudnościami w rozwoju tej technologii będzie rozpraszanie światła i przegrzewanie się lasera, a także precyzyjne sterowanie wiązką.
