นักวิจัยจีนเสนอแนวคิดทำ “เลเซอร์แทรคเตอร์” ดึงอนุภาคไปด้านหลัง

นักวิจัยจีนเสนอทฤษฎีลำแสง “เลเซอร์แทรคเตอร์” ดึงวัตถุเล็กๆ ไปด้านหลังแหล่งกำเนิดแสง ทำได้ด้วยเลเซอร์พิเศษที่มีความแม่นยำและความเข้มสูง

นักวิจัยจากฮ่องกงและจีน ซึ่งนำโดย เฉินจวิน (Jun Chen) จากมหาวิทยาลัยฟู่ตั้น (Fudan University) ในเซียงไฮ้ของจีน ได้คำนวณพบเงื่อนไขที่จำเป็นต่อการสร้างแรงดึงด้วยแสงเลเซอร์ และได้เผยแพร่สิ่งที่ค้นพบลงวารสารฟิสิกส์ออนไลน์อาร์ซิฟ (Arxiv) แต่ยังได้ผลในระยะทางสั้นๆ เท่านั้น

บีบีซีนิวส์รายงานว่า ผลจากศึกษาครั้งนี้ ต่างจากการใช้ลำแสงเลเซอร์โฟกัสไปที่วัตถุขนาดเล็กๆ และเคลื่อนวัตถุไปรอบๆ ที่เรียกว่า “ออพติคัลทวีเซอร์ส” (optical tweezers) หากแต่ผลงานล่าสุดนี้ เป็นแรงชนิดใหม่ที่จะดึงวัตถุไปข้างหลังแหล่งกำเนิดแสงได้

ลำแสงเลเซอร์จากงานวิจัยนี้ ยังส่งผลกระทบต่อวัตถุโดยตรง ทำให้เทคนิคนี้ต่างไปจากงานของนักวิจัยออสเตรเลียเมื่อปี 2010 ซึ่งทำให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยการยิงลำแสงเลเซอร์ดักวัตถุแล้วทำให้อากาศรอบๆ วัตถุนั้นร้อนขึ้น

กลเม็ดของทีมวิจัยคือไม่ใช้เลเซอร์ทั่วไป แต่ใช้เลเซอร์ชนิดลำแสงเบสเซล (Bessel beam) ซึ่งมีความแม่นยำและมีความเข้มสูงกว่าเลเซอร์ปกติ เมื่อมองตรงๆ ลำแสงเลเซอร์เบสเซลจะดูคล้ายระลอกคลื่นที่เกิดจากการโยนกรวดลงสระน้ำ

หากลำเลเซอร์เบสเซลกระทบกับวัตถุในมุมแฉลบไม่ใช่มุมปะทะกันซึ่งๆ หน้า จะกระตุ้นให้เกิดแรงฉุดไปข้างหลังได้ หากอะตอมหรือโมเลกุลของวัตถุที่ตกเป็นเป้านั้นดูดกลืนและแผ่กระจายแสงที่ตกกระทบ แสงที่แตกกระจายอยู่ด้านหน้าจะถูกแทรกสอดและทำให้วัตถุถูก “ผลัก” ไปข้างหลังต้นกำเนิดแสงได้

แนวคิดของนักวิทยาศาสตร์จากโลกตะวันออกนี้คล้ายกับแนวคิดของ ฟิลิป มาร์ตัน (Philip Marston) นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันสเตท (Washington State University) ที่เสนอไว้เมื่อปี 2006 โดยเขาใช้คลื่นแสงทดลองให้เกิดผลอย่างเดียวกันนี้

ทีมวิจัยรายงานว่า พวกเขาสามารถใช้แสงดึงอนุภาคได้จริงๆ ซึ่งวิธีนี้อาจทำให้เราเคลื่อนย้ายมวลสารด้วยแสงได้ เช่น การขนส่งอนุภาคย้อนหลังเป็นระยะทางไกลๆ หรือการจัดเรียงอนุภาค เป็นต้น

ด้าน ศ.ออร์ทวิน เฮสส์ (Ortwin Hess) จากมหาวิทยาลัยอิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน (Imperial College London) ซึ่งยังไม่ได้อ่านวิเคราะห์งานวิจัยนี้ แต่ได้ให้ความเห็นว่า เป็นผลงานที่ “น่าตื่นตาตื่นใจ” และทำให้เกิดความคิดก้าวไปไกล

“มันคล้ายๆ กับแล่นเรือไปในน้ำ แล้วทำให้เกิดน้ำวนเมื่อเคลื่อนไปข้างหน้า และมีบริเวณที่คล้ายๆ จะถูกดึงให้ไปด้านหลัง เรือมีรูปร่างที่ทำให้เกิดน้ำวนดึงไปข้างหลังอยู่ข้างๆ ซึ่งก็คล้ายกับลำแสงเบสเซล” ศ.เฮสส์กล่าว

อย่างไรก็ดี ศ.เฮลล์ย้ำว่าปรากฏการณ์นี้น่าจะเกิดในช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น และแรกสุดนั้นจำเป็นต้องสาธิตปรากฏการณ์นี้กับอนุภาคก่อน พร้อมทั้งให้ความเห็นว่างานวิจัยนี้เป็นจุดเริ่มต้นที่ดี และหากไม่มีข้อโต้แย้งในเชิงทฤษฎีก็เป็นไปได้ที่ปรากฏการณ์จะทำให้เกิดขึ้นได้จริง.