科幻版牽引光束成真：光束操控物體技術已可移動微粒

現實版牽引光束：NASA開發光束操控物體技術 已可移動微粒

美國的研究人員們透露，他們正在與美國宇航局共同發展能夠在太空中使用的，現實版本的牽引光束技術。或許有一天這項技術將能夠發展成為能夠移動大型物體的，類似星際迷航電影中所使用的那種技術

在科幻電影《星際迷航》中，出現了一種「牽引光束」的技術，該技術多次幫助企業號星艦的艦員們擺脫困難局面，而在電影《星球大戰》中則幫助銀河帝國獲得了千年隼號飛船。

現在，美國的研究人員們透露，他們正在與美國宇航局共同發展能夠在太空中使用的，現實版本的牽引光束技術。物理學家們表示他們正接近能夠在大約1厘米的距離上使用光束實現對物體的捕獲、推或拉的動作操作。他們認為，如果他們能夠實現這一目標，那麼不久之後這項技術應該也將能夠讓他們得以在幾米甚至幾公里的距離上操控粒子。

儘管在目前的階段他們能夠操控的物體仍然只能是非常微小的，比如直徑僅有零點幾毫米的超微型玻璃微粒，或者和人體的細胞那麼大的小顆粒物體，但這項技術未來或許可以被用來在軌道上捕獲樣品。

大衛·格里爾博士（David Grier）是美國紐約大學的一名物理學家，是這一研究項目的負責人，他表示目前他正在與美國宇航局戈達德空間飛行中心的科學家們一同合作，開展能夠在空間使用的長距離牽引光束技術。他說：「這就像是把科幻變成現實。」

他說：「很多人都知道波可以對物體施加向前的推力。但同樣有可能的是，對波進行改造，從而使其不僅能夠推動物體，還能捕獲物體甚至拉動物體。當我們在實驗室中最早開始牽引光束技術的研發時，我們只能在非常非常近的距離上對非常非常微小的物體進行操控，距離大概只有一米的百萬分之一。要清楚的是，我們現在並非是要把一艘巡洋艦舉到空中然後拖著它在太空里飛行。我們的目標是循序漸進，逐漸實現厘米級別的操控，然後是米，最後可以在公里級的距離上實現操控。這就是我們正在為之努力的目標。在太空探索領域，這將是一項巨大的進展。」

格里爾博士和同事們首先在1997年共同開發出一款名為「全像光鑷夾」的技術，該技術能夠實現對微小物體的移動，在那之後他們繼續改進這項技術，從而使其能夠實現對物體的推拉和移動。

他們的具體做法是利用激光，並在計算機的幫助下生成一種被稱作「螺旋光束」（solenoid beam）的螺旋強光束全息影像。這種螺旋光束就像阿基米德螺旋結構，能夠吸引粒子。而通過改變這一全息影像，物體粒子就能夠沿著這個光螺旋結構發生移動。格里爾博士表示：「正是這一螺旋結構讓光束得以拖拽物體移動。」

然而，光束能夠移動的物體大小受到實驗中所用激光束波長和功率大小的限制。儘管目前還只能針對非常微小的粒子進行移動，不過格里爾指出這項技術也已經有了它的實用之處。

他說：「舉例來說，這樣的粒子大小正是此前的彗星探測飛船採集彗尾粒子中那些微小顆粒物的尺度，而汽車行業和工業企業排放的煤煙粉塵顆粒的大小也與之接近。在太空里不存在空氣阻力，因此即便是非常微小的力量也能夠產生顯著的效果。」格里爾表示：「我們在宇航局戈達德空間飛行中心的合作者們想要做的是在未來的彗星或行星探測器上使用牽引光束技術，用於在安全距離上採集微小顆粒樣本。」

他說：「安裝在國際空間站上的牽引光束裝置將能夠持續採集地球軌道上存在的塵埃和其他微型顆粒樣品用於分析。這些顆粒的來源主要是途經的彗星，它們攜帶著有關太陽系歷史的珍貴信息。牽引光束技術的研發將大大簡化我們採集這些樣品用於分析的手段。」

不久之後，格里爾博士將在美國史密松學會拍攝的一部紀錄片中展示自己的這項技術，該紀錄片的拍攝目的主要就是為了紀念經典科幻片《星際迷航》誕生50周年。

格里爾博士也指出，在地球上這項技術也有著它的用武之地。比如這項技術能夠被用於在安全距離上對有毒煙氣進行樣品取樣，並遠距離檢測並分析工廠排放是否符合標準。他說：「我是一名《星際迷航》的粉絲，因此我情不自禁會去做對比，上世紀60年代的人們所幻想的那種技術，我們今天已經能夠在實驗室中真正實現它。你要知道，電影《星際迷航》中所設定的這項技術出現是在23世紀，也就是說我們技術的發展比他們的預測早了幾年，看來我們乾的還不賴！」

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