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NASA正研发“類似牽引光束的機器
2024-11-01 06:57:16 *
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作者 主題: NASA正研发“類似牽引光束的機器  (閱讀 2256 次)
peter
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« 於: 2015-10-29 07:52:14 »



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NASA正研发“類似牽引光束的機器 

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http://pansci.asia/archives/65047

在實驗中,他們以乒乓球作為漂浮物,利用簡單的起波器,透過調整頻率和振幅來製造出特殊的波形,進而控制球的漂移方向:

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ZUYCkHWgVss

「我們發現,這些複雜的、三維的波,會在水的表面構成特殊的波形。除了可以達到牽引的功能,也可以控制乒乓球往其他方向移動」Michael Shats說道。

目前對於這樣的水波形態研究,尚沒有成熟的數學模型來描述,這點不論對於該研究作者,或是對於筆者來說,都是一件十分驚訝的事。期望在不久的未來可以針對這樣的系統,與其波形移動造成的運動模型,有更加深入詳盡的分析。當我們可以深入了解背後的「為什麼」,才能有效調整其程式設計,創造出各式各樣能讓物質運動的波,進一步應用在,像是收集海上浮油等用途上。


新聞寫的誇張    ...新聞還真喜歡誇大  

用聲波隔空取物 「牽引光束」可成真
http://news.ltn.com.tw/news/world/paper/927712

科幻經典電影「星際爭霸戰」(Star Trek)中的「牽引光束」,現在也有可能成為真實。英國與西班牙科學家研發出利用聲波在空中抓取、操控物體的技術,若能付諸應用,未來或能協助取出腎結石等微創手術,以及組裝電子零件等細微動作。

英國布里斯托大學與西班牙納瓦拉公立大學合作研發的這種技術,是利用高密度聲波來抓、舉與移動小型物品,作用就像人手一樣,甚至可像小鉗子那麼精準。他們使用數十個迷你超音波喇叭來創造聲音的「全像圖」(holograms),讓科學家得以創造聲音的多種形狀,進而以不同方式操控物體。



https://www.youtube.com/watch?v=tXzu1UNqBHk&hd=1
聲波懸浮

https://www.youtube.com/watch?v=B0JLE7tlLOM&hd=1
聲波懸浮液體水滴

« 最後編輯時間: 2016-09-05 09:16:31 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2015-10-29 07:54:43 »

物理學家雙人組利用二道 Bessel 射束創造出牽引光束
http://pansci.asia/archives/31127


紐約大學的 David Ruffner 與 David Grier 已開發出一種技術,利用 Bessel 射束(Bessel beams)將一個粒子朝來源拉過去。在他們發表於 Physical Review Letters 的論文中,他們描述如何使用他們的技術,將大小為 30 微米、懸浮在水中的二氧化矽球體拉向一個雷射光源。

一種利用能量將一物體朝光源拉過去的裝置因知名 Star Trek 中的虛構技術而被稱為「牽引光束(tractor beam)」。此類裝置迄今尚不存在,但 Ruffner 與 Grier 所完成的這項新研究證明,那是有可能辦到的!他們的研究是基於某種形態的雷射,稱為 Bessel 光束(譯註:Bessel 射束也可以是聲音輻射或重力輻射)。

Bessel 光束,以其創造者 Friedrich Bessel 為名,是某種雷射,那將光引導成圍繞某一單點的同心圓,而非成為一道光束。不像一般的雷射光束,來自 Bessel 光束,在其光點上的光不會繞射(diffracted,衍射),而且因為此光點是由來自同心圓的光所形成,如果它遇到路徑中的某一物體, 它能夠再形成(reform)(光點)。該團隊發現,此特性讓它夠拉動一粒子。

去年,一支中國的研究團隊算出,有可能將 Bessel 光束指向一粒子並以下列方式微調之:使光擊中前端後再形成,再成形然後擊中後端(to have the light that reforms after striking the front end, reform and strike the back end),那在理論上應當將粒子往回推向光源。最後結果看起來應該像是一道牽引光束。

在發現他們無法將 Bessel 光束調整到需要移動一粒子的程度後,Ruffner 與 Grier 試圖使用二道 Bessel 光束 — 以一個透鏡使光束稍微彎曲,導致它們重疊。那導致一種閃光燈效應(strobe effect,頻閃效應),光在粒子後端交替亮、滅,提供足夠能量將它朝原光源回推。最終結果是一套設備,以人眼觀看時,會產生把粒子朝來源裝置拉過來的錯覺,換言之一道牽引光束。

這兩人所建造的牽引光束將需要很多很多能量才能擴大到允許移動大型物體,而且如果這樣的裝置被造出來後,很可能在牽引過程中就會將這些物體摧毀。但那確實暗示,若使用其他能量強度較少的光源,這樣的裝置也許有可能會成真。
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« 回覆文章 #2 於: 2016-09-05 09:15:48 »

NASA正研發“牽引光束” 可捕捉太空中物體

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3770904/Nasa-working-Star-Trek-style-TRACTOR-BEAM-capture-objects-space-using-light.html
Nasa is working on a Star Trek-style TRACTOR BEAM: System could capture objects in space using light



http://www.cnbeta.com/articles/536027.htm

他們即將做出展示,將可以利用光束捕捉、控制以及推拉物體,目前最遠距離為1釐米。隨著研究繼續深入,他們認為可以利用光束將粒子推送到數米乃至數公里遠的地方。儘管他們當前能夠移動的物體依然很小,直徑只有1毫米的玻璃珠或同體積的人體細胞,但這種技術可能被用於在軌道上採集樣本。

專案領導者、紐約大學物理學家大衛•格里爾(David Grier)表示,他們現在正與美國宇航局下屬戈達德太空中心的研究人員合作,開發長距離的牽引光束,這種光束的有效作用範圍可能遠達數公里之外。

格里爾說:“這就像科幻小說變成了現實。很多人都很熟悉牽引光束的概念,它可能是波的結構。它不僅你可用於推送物體,還可以用於捕捉、控制甚至拉回物體。當我們首次在實驗室中複製出牽引光束時,我們只能將移動物體非常小的距離。我們還無法發射整艘戰鬥巡洋艦,並將其拖上太空。但是當你完成移動1釐米、1米的目標後,下個階段可能就是推送出數公里。在太空探索中,這是個巨大的進步。”格里爾與同事們1997年首次開發出名為全息光鎳(Holographic Optical Tweezers)的技術,可以移動微小物體。但是隨著研究不斷取得進展,他們已經可以推拉和移動物體。但是移動物體大小受到鐳射波長及其功率限制。

可是格里爾表示,即使現在他們只能移動微粒大小的物體,也有許多用處。舉例來說,可被用於收集彗星尾部的塵埃顆粒、汽車和工業廢氣中的顆粒等。而在太空中沒有空氣阻力,為此很小的力就可以產生巨大作用,比如在安全距離外收集樣本等。


* 37D5610C00000578-0-image-a-2_1472819951483.jpg (35.13 KB, 634x413 - 已被閱讀 102 次.)
« 最後編輯時間: 2016-09-05 09:19:41 由 peter » 已記錄

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