Хонг Танг и неговият екип от колежа по инженерни и приложни науки към университета в Йейл са идентифицирали експериментално отблъскващото действие на два светлинни снопа с различни фази. Разбирането на тази различност може да се разглежда като разнопосочно въртене на фотоните по посока направлението на светлината. Те се движат като вълна – спираловидно, вретеновидно и пулсиращо. При движение в една посока, в едно и също направление, различните фази могат де се разглеждат като въртене надясно и въртене наляво. По този начин, между двата снопа се извършва биполярно взаимодействие – сноповете се отблъскват. В материалния свят е точно обратното – различните полярности се привличат.

Привличане & Отблъскане

Хонг Танг и колегите му изработват (с наномеханика и нанофотоника) първото по рода си устройство, което да се контролира от позицията на компоненти, използващи страничната (перпендикулярно на посоката на движение) сила на въздействие на светлината.

Същият екип по-рано преди това открива сила на светлината, която е “привличаща”. Изследователите предсказват съществуването едновременно на двете сили (привличаща и отблъскваща, наречена странична) още през 2005 г. Резултатите от изследването са публикувани за първи път в научното онлайн издание Nature Photonics. 

Tака картината се подреди. Показахме, че това е наистина биполярна сила на светлината, която има едновремнно привличащ и отблъскващ компонент.

Хонг Танг

Привличащата и отблъскващата сили на светлината са различни от силата, създадена от излъчващото налягане на светлината, което се прилага върху обекта, когато светлина пада върху него. Вместо това тези новооткрити сили се изтласкват или притискат странично от посоката, в която светлината се движи.

Преди това инженерите използват привличащата сила, за да преместват компонентите върху силициевия чип в една посока, но не и за да ги насочват в обратната посока. Използването и на двете сили в синхрон означава свободно действие и направляване на компонентите и в двете посоки.

Показахме, че това са регулируеми сили, които можем да проектираме и използваме

Хонг Танг

За да създаде отблъскваща сила върху силициевия чип, екипът разделя инфрачервен лъч на две и кара всеки от тях да измине различно разстояние по силициева наножица, наречена вълновод.  В резултат на това двете светлинни лъча влизат в различни фази, създавайки отблъскваща сила с интензитет, който може да бъде контролиран – колкото по-отдалечена (различна) е фазата на двата светлинни лъча, толкова по-голяма е силата на отблъскване.

Можем да насочваме начина, по който взаимодействат светлинните лъчи. Това не е възможно в свободното пространство, а само когато светлината е ограничена в наномащабните вълноводни, разположени толкова близо един до друг върху чипа”.

Мо Ли, сътрудник в проекта

Светлинната сила е интригуваща, защото работи обратно на заредените обекти. Противоположните заряди се привличат взаимно, докато светлинните лъчи в противофаза се отблъскват един от друг.

Волфрам Пернице, сътрудник в проекта