Технология метафотонных сил позволяет парусу одновременно левитировать и менять курс без двигателей — и может масштабироваться до межзвёздных миссийИдея светового паруса — разгонять аппарат давлением света — давно рассматривается как один из немногих реалистичных путей к межзвёздным полётам. Но у классических схем есть фундаментальное ограничение: свет толкает преимущественно вперёд, а любое управление курсом требует либо сложных механических систем, либо внешней перенастройки лазера.Команда инженеров-нанотехнологов, специалистов по фотонике и аэрокосмических инженеров из Техасского университета (Texas A&M University) и Северо-Восточного университета (Northeastern University) предложила принципиально иной подход: управление движением «зашивается» прямо в поверхность паруса.Работу возглавил Шоуфэн Лань (Shoufeng Lan) — инженер на стыке механики, аэрокосмических систем и материаловедения. В проекте также участвовал профессор аэрокосмической инженерии Цзы Цзин Вонг (Zi Jing Wong), ранее связанный с исследованиями для межзвёздной инициативы Breakthrough Starshot. Экспериментальная часть, включая создание структур и оптические измерения, выполнялась инженерами-исследователями, такими как Каушик Кудтаркар (Kaushik Kudtarkar). Проект поддержан Национальным научным фондом США и Сандийскими национальными лабораториями, что подчёркивает его прикладное значение.Ключевой результат — демонстрация метафотонных сил. Это не просто давление света, а управляемая тяга, возникающая из-за изменения импульса фотонов при их прохождении через специально структурированную поверхность. Если обычный парус отражает свет и получает толчок вперёд, то здесь свет отклоняется под заданным углом — и создаёт силу сразу в двух направлениях: вдоль поверхности и перпендикулярно ей.Так достигается главное: парус может менять траекторию без каких-либо подвижных элементов. Управление осуществляется не внешними системами, а геометрией самой поверхности.Физически это реализовано через фазовый градиент. Поверхность формируется так, чтобы свет выходил с контролируемым сдвигом фазы, формируя «пилообразный» профиль. В результате направление преломления задаётся заранее, а изменение импульса фотонов создаёт компенсирующую силу — ту самую метафотонную тягу.Иллюстрация: Nano BananaПрактически «команда движения» записывается в массивы наностолбиков. Эти структуры высотой около 500 нм объединяются в суперячейки по 3–8 элементов. Изменяя радиус каждого столбика, инженеры управляют фазовой задержкой света. Повторяющийся узор создаёт фазовый градиент, который определяет угол отклонения света и, соответственно, вектор тяги.Такую архитектуру можно рассматривать как «оптическое программное обеспечение»: вместо управления лазером изменяется сама поверхность. Достаточно скорректировать размеры наноструктур — и объект будет двигаться быстрее или под другим углом.В эксперименте использовалась кремниевая метаповерхность на подложке из диоксида кремния толщиной около 100 нм с шагом структуры порядка 450 нм. Вторым решающим фактором стало смещение в ближний инфракрасный диапазон (длина волны около 1000 нм): на этой длине волны кремний поглощает менее 10% энергии. Это решает одну из главных проблем подобных систем — перегрев. В более коротковолновых экспериментах (например, при 725 нм) наблюдалось интенсивное поглощение и даже образование микропузырьков.Кинематические измерения показали, что движение остаётся детерминированным: объект ускоряется с постоянным ускорением, при этом вертикальная составляющая примерно в 3,5 раза превышает горизонтальную. Для конфигурации с тремя элементами в суперячейке достигался угол преломления порядка 40° и максимальная горизонтальная скорость около 7 мкм/с.Отдельно подчёркивается устойчивость: благодаря симметрии структуры и линейной поляризации света отсутствует вращательный момент. Сила прикладывается через центр масс, что исключает хаотичное вращение — одну из ключевых проблем оптических манипуляций.Авторы отмечают, что эффект масштабируем. Он определяется мощностью падающего света и свойствами метаповерхности, а не размером объекта. Это означает, что тот же принцип может работать как для микроскопических систем в жидкой среде, так и для крупных световых парусов, предназначенных для космических миссий.Для перехода к реальным применениям потребуется решить ряд инженерных задач: провести испытания в вакууме, оценить устойчивость к радиации, оптимизировать теплоотвод и разработать технологии производства больших метаповерхностей. Однако сама демонстрация метафотонных сил и управляемого движения без перегрева показывает, что световые паруса могут стать полноценной системой маневрирования в космосе....
Сообщает www.ixbt.com
Новость из рубрики: Технологии, Наука
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- Просто натрите кабачки и добавьте яйца: в сезон это блюдо готовлю постоянно - такую полезную пиццу из кабачков полюбят даже привереды...
- Просто натрите кабачки и добавьте яйца : так вкусно, в сезон готовлю через день - такую полезную пиццу из кабачков полюбят даже дети...
- Просто натрите кабачки и добавьте яйца: в сезон готовлю постоянно - такую полезную пиццу из кабачков полюбят даже капризные дети...
- Все, что известно о Samsung Galaxy A17 5G — дата выхода, цена, характеристики...
- Цискаридзе взял Гагарину в свой «гарем» после развода с Исхаковым...
- Что нельзя делать во время эпилептического припадка...
17:57, 11 Дек Курск украшают световыми инсталляциями и готовят к старту новогодних мероприятий В администрации Курска на рабочем совещании под руководством главы города Евгения Маслова обсудили, как продвигается подготовка областного центра к Новому году. Город продолжают оформлять праздничными инсталляциями, а основные локации постепенно пре...
08:57, 05 Дек Курск украшают к Новому году световыми инсталляциями и 17-метровой ёлкой В Курске началось новогоднее оформление городских пространств. На улице Ленина уже установлены световые инсталляции «Ёлка» и «Коньки», на Театральной площади смонтирован большой светодиодный фонтан. Праздничные композиции поя...
15:44, 19 Авг Ландшафтный дизайн от L.BURO: когда природа становится частью дома Сад, парк, двор — это больше, чем просто территория. Это продолжение вашего пространства, место, где можно остановиться, вдохнуть свежий воздух и почувствовать ритм природы. Ландшафтный дизайн делает эту среду осмысленной, красивой и удобной.
В сту...
01:57, 24 Апр Принстонский университет создал робота без двигателей Будущее робототехники: термочувствительный материал заменил моторы и шестерёнки. Исследователи из Принстонского университета на ежегодной конференции по робототехнике в апреле 2026 года представили разработку, которая может изменить представление о ...
17:57, 03 Фев Американцы подали в суд на Honda из-за массовых отказов двигателей Автовладельцы требуют возмещения убытков, а аналитики гадают о потенциальном ущербе для репутации бренда.Поводом послужил случай с жительницей США, купившей подержанный кроссовер Honda Pilot 2016 года с 3,5-литровым мотором V6. При пробеге около 120...
00:57, 09 Окт ОДК представила универсальный компрессор для новых двигателей АЛ-41СТ Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК), входящая в госкорпорацию Ростех, впервые показала ротор универсального компрессора высокого давления для линейки индустриальных двигателей АЛ-41СТ. Этот компонент может использоваться в агрегатах ...
21:57, 07 Авг ТОП-8 2022 года моторных масел для бензиновых и дизельных двигателей На украинском рынке представлен огромный выбор моторных масел от различных производителей. Мы составили список из 8 эффективных жидкостей, которые подходят для применения в большинстве современных двигателей. Представленные в рейтинге продукты гаран...
10:57, 28 Апр «За рулем» перечислил 4 причины отказа автобрендов от двигателей-миллионников Создать двигатель, способный без капремонта пройти миллион километров, технически несложно даже сегодня, однако автопроизводители сознательно отказались от выпуска таких моторов по четырем основным причинам, пишет эксперт журнала Михаил Колодочкин.В...
09:57, 07 Мар В Тольятти модернизировал линию контроля двигателей для Lada Niva В пресс-службе Тольяттинского государственного университета (ТГУ) сообщили, что специалисты вуза завершили проект по обновлению оборудования на «Автовазе». Специалисты передовой инженерной школы «ГибридТех» модернизировали итальянскую линию контроля...
04:57, 02 Мар Можно ли решать задачи во сне и управлять сновидениями Во сне можно решать задачи и принимать решения. Или нет? Сны давно стали любимой темой фантастических романов и фильмов ужасов — мир, где чужое сознание можно взломать, а сновидения превратить в инструмент. Но что если управление снами перестаёт быт...
16:57, 08 Сен Эксперт раскрыла, как правильно управлять стрессом Многие пытаются избегать нервного напряжения. Но это в корне неверный подход. Наша задача — не убегать от стресса, а научиться им управлять. Его энергию можно и нужно использовать для роста. Как это сделать, «Секрету» рассказала клинический психолог...
17:57, 25 Сен 5 обогревателей, которыми можно управлять со смартфона Содержание:В чем преимущества? Sibling Powerspace-OHW25Smartmi Smart Fan HeaterBEHA PV 6rXiaomi Mi Smart Space Heater SStadler Form Sam В чем преимуществаОсобенность умных обогревателей ― в электронном контроллере с удаленным доступом и температурны...
23:57, 20 Мар Rolls-Royce сохранит производство двигателей V12 после 2030 года Rolls-Royce, входящий в состав BMW Group, отменил планы полного перехода на электромобили к концу 2030 года и сохранит производство своих легендарных двигателей V12. Несмотря на тренд электрификации в автопроме, спрос на крупные двигатели внутреннег...
06:57, 09 Мар На Super Heavy следующего поколения установили 10 новейших двигателей Raptor 3 SpaceX активно готовится к следующему полёту системы Starship. Ускоритель Super Heavy Booster 19 доставили на стартовую площадку и установили на Pad 2 в воскресенье, 8 марта. Как сообщает NASASpaceflight, на этой неделе аппарат должен пройти серию и...
15:57, 12 Апр Стартап из США получил 30 миллионов долларов на 3D-печать целых реактивных двигателей Компания будет печатать двигатели целикомАмериканский стартап Beehive Industries из Колорадо получил контракт на 30 млн долларов от Военно-воздушных сил США на продолжение разработки небольших 3D-печатных реактивных двигателей для беспилотников. Сре...
02:57, 29 Апр «За рулем» перечислил четыре главных недостатка двигателей популярных кроссоверов Li Бензиновый мотор L2E15M используется в качестве «удлинителя запаса хода» на популярных в России моделях Li L6, L7, L8 и L9. Выяснилось, что этот силовой агрегат, являющийся лицензионной версией знаменитого «проблемного» агрегата Prince, разработанно...
22:57, 30 Мар Песни без эха: как гул двигателей превратил комфортный подводный мир в зону громкого шума Океан больше не молчит. Он кричит, гудит и вибрирует сталью танкеров. Горбатые киты, эти многотонные вокалисты бездны, вынуждены менять свои партитуры, чтобы пробиться сквозь антропогенный смог. Ученые из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI...
10:57, 18 Окт Как управлять камерой iPhone с помощью наушников AirPods AirPods давно перестали быть просто наушниками для прослушивания музыки. Сегодня это полноценный элемент экосистемы Apple, способный выполнять кучу разных функций: от перевода речи в реальном времени до замены слухового аппарата. А теперь они научил...
04:57, 26 Апр Россия вошла в четвёрку стран с полным циклом производства турбореактивных двигателей Президент НИЦ «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук заявил, что Россия — одна из четырёх стран мира, наряду с США, Великобританией и Францией, способных самостоятельно обеспечить полный цикл производства турбореактивных двигателей для авиации. По...
10:57, 01 Мар Пароли на iPhone: где найти, как управлять и нужен ли сторонний менеджер Apple встроила полноценный менеджер паролей прямо в iPhone, но большинство об этом даже не подозревают. Он автоматически подставляет пароли на сайтах, хранит коды двухфакторной аутентификации, поддерживает Passkeys и синхронизирует всё между устройс...
13:57, 08 Авг «Ведомости»: Большинство россиян не понимают, как управлять замороженной пенсией Большинство россиян (77%) не разбираются в вопросах формирования пенсионных накоплений и не проявляют интереса к этой теме, следует из совместного исследования НПФ «Достойное будущее» и Финансового университета. Подавляющее большинство россиян не по...
06:57, 09 Окт Пациент с имплантом Neuralink продемонстрировал способность управлять роборукой На данное время мозговые чипы стартапа Neuralink Илона Маска (Elon Musk) имплантированы уже 12-ти пациентам. Ник Рэй, ставший восьмым, на этой неделе рассказал о своих успехах: благодаря вживленному импланту, он может управлять роботизированным мани...
00:57, 26 Авг Всё ближе к серийному производству двигателей РД-191 для «Ангары»: освоен выпуск газовода с узлом качания Сотрудники подразделения Роскосмоса завершили очередной этап подготовки к серийному производству двигателя РД-191, освоив выпуск газовода с узлом качания — ключевого элемента первой ступени ракеты. Эта конструкция отвечает за подачу топлива в ...
08:57, 17 Апр В Сеченовском университете создают институт, чтобы учить управлять здоровьем В Сеченовском университете по решению ректора Петра Глыбочко создаётся Институт превентивной медицины. Он объединит исследования старения, новые методы диагностики и лечения возрастных болезней, а также образовательные программы для врачей и обычных...
21:57, 24 Сен Как листать рилсы и TikTok с помощью языка и управлять iPhone лицом в iOS 26 Apple продолжает активно развивать раздел «Универсальный доступ» на своих устройствах, и в iOS 26 он получил еще одну пачку прикольных функций. Причем актуальны они не только для людей с ограниченными возможностями, хотя изначально все эти фишки пре...
18:57, 22 Мар На коров ставят цифровые ошейники, чтобы управлять стадом со смартфона Основатель PayPal и сооснователь оборонного гиганта Palantir Питер Тиль сделал крупную ставку на аграрный сектор. В рамках нового раунда инвестиций миллиардер направил около $2 млрд в разработку и масштабирование системы умных ошейников для крупного...
17:57, 21 Мар Как управлять AirPods с помощью жестов: новые функции наушников Apple в iOS 26 С выходом iOS 26 у AirPods Pro накопилось больше десяти жестов и команд, привязанных к ножкам наушников. Часть из них знакома давно, но некоторые появились совсем недавно — и о них до сих пор не все знают. Вот полный список и практические объяснения...
23:57, 01 Ноя Blue Origin готовит второй запуск ракеты New Glenn: испытания двигателей прошли успешно Компания Blue Origin успешно провела полное огневое испытание тяжёлой ракеты New Glenn, предназначенной для вывода полезной нагрузки на орбиту и за её пределы. Испытание состоялось поздним вечером 24 октября (01:59 по московскому времени 25 октября)...
17:57, 20 Апр Физики нашли способ управлять электронами без магнитов — через хиральные фононы Новый подход в орбитронике может ускорить электронику и снизить энергопотребление, отказавшись от сложных магнитных материаловУченые из Северной Каролины и Университета Юты предложили новый способ управления электронами с помощью хиральных фононов. ...
00:57, 24 Сен Как листать рилсы и TikTok с помощью высунутого языка и управлять iPhone поднятием бровей в iOS 26 Apple продолжает активно развивать раздел «Универсальный доступ» на своих устройствах, и в iOS 26 он получил еще одну пачку прикольных функций. Причем актуальны они не только для людей с ограниченными возможностями, хотя изначально все эти фишки пре...
03:57, 15 Ноя Как дренажные системы помогают эффективно управлять водными потоками в общественных и частных зонах Эффективное управление водными потоками — это основа долговечности и функциональности любой территории, будь то оживленный городской проспект или уютный частный участок. Без надлежащего контроля, вода из союзника может превратиться в разрушительную ...
09:57, 22 Мар Верховный суд поставил точку: водителю запретили управлять автомобилем с механической КПП - кого коснется ограничение ГИБДД РМПредставьте: вы садитесь за руль, всё как обычно. Но однажды в ГИБДД останавливают и говорят, что права больше недействительны. Причина — отсутствие двух фаланг большого пальца. Звучит странно? Но такова реальность. Недавно Верховный суд под...
03:57, 29 Дек ИИ на реактивной тяге: компании в США скупают турбины на базе реактивных двигателей и превращают их в генераторы энергии для своих дата-центров В условиях стремительного роста количества дата-центров при ограниченных мощностях электросетей и затрудненном доступе к ним, компаниям приходится рассматривать самые разные альтернативы для питания систем, чтобы не тормозить в развитии своих технол...
19:54, 02 Мар Срочный выкуп домов и коттеджей — это не компромисс, а стратегический инструмент, позволяющий оперативно управлять недвижимостью как активом Продажа загородной недвижимости традиционным способом может затянуться на месяцы. Поиск покупателя, организация показов, переговоры о цене и ожидание одобрения ипотеки требуют времени и создают неопределенность. Если собственнику необходимо срочно п...
08:57, 09 Дек Новое слово в медицине будущего: российские ученые научились управлять микроскопическими роботами с помощью магнитного поля Роботы сегодня окружают нас повсюду: на производстве, в полях, дома и в операционных. Они берут на себя сложную и опасную работу. Но есть роботы, которых не разглядеть невооруженным глазом. Это – микроскопические помощники для медицины будущег...
15:41, 22 Апр Сегодня даже локальному бизнесу необходима удобная CRM-система, которая позволяет контролировать продажи, управлять задачами и выстраивать прозрачную коммуникацию внутри команды Автоматизация бизнес-процессов давно перестала быть преимуществом только крупных компаний. Сегодня даже локальному бизнесу необходима удобная CRM-система, которая позволяет контролировать продажи, управлять задачами и выстраивать прозрачную коммуник...