光动量迈出重要一步：坐太阳帆星际快艇实现太

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在过去的150年里，光与物质相互作用的确切本质一直是一个谜。科学家们长期以来一直猜测光有动量，这是一种通过结合质量和速度进行测量的性质。在《自然通讯》杂志上的论文中，研究人员或许揭示了光最黑暗的秘密之一。

如图所示，研究小组建造了一面装有声波传感器和隔热屏的镜子，用于减少干扰和背景噪音。

据报道，光子或者光的粒子，据称是没有质量的，而它们的动量如何对物质施加作用力，在很大程度上仍是一个未解之谜。一项最新技术最终可以解决这个有着150年历史的难题，使用声学传感器聆听激光脉冲穿过镜子的弹力波。

德国天文学家约翰内斯开普勒（Johannes Kepler）早在1619年就曾提出，来自太阳光线的压力可能是决定彗星彗尾位置的原因，而彗尾总是指向远离太阳的方向。200多年之后，詹姆斯克拉克麦克斯韦（James Clerk Maxwell）预测称，辐射压力是光线电磁场动量的结果。但是从那以后，科学家们一直在努力解释这种现象是如何发生的。

加拿大不列颠哥伦比亚大学奥肯那根分校工程学教授肯尼斯周（Kenneth Chau）说：到目前为止，我们还没有确定这种动量是如何转变为动力或者运动的。因为光携带的动量非常小，我们还没有足够灵敏的设备来解决这一问题。

为了搞清真相，斯洛文尼亚和巴西的研究人员设计了一种新型装置，它可以用于测量光子之间的微弱相互作用。研究小组建造了一面装有声波传感器和隔热屏的镜子，从而减少干扰和背景噪音。之后他们在镜子表面发射激光脉冲，并使用声音传感器来检测他们移动时产生的弹力波。

实验结果表明，这种弹力波效应非常像观察池塘里的涟漪现象。肯尼斯说：我们无法直接测量光动量，因此我们的方法是通过聆听穿过镜子的弹力波来检测它对镜子的影响。肯尼斯表示，我们能够跟踪这些弹力波的特征，并将其追溯至存在于光脉冲本身的动量，这将为最终定义和建模材料内部存在的光动量打开一扇门。

光可以用于驱动星际飞船吗？科学家一直在努力研制新型太空船，利用光的力量来减少旅行至遥远星球的时间。

例如：2016年，美国加州大学圣巴巴拉分校一个研究小组通过定向能量星际先驱方案（（Deep-In））详细阐述了这个太空飞船计划。该方案就是利用所谓的光子推进技术，一种利用激光产生光驱动宇宙飞船的技术。

所有航天器都是通过点燃推进燃料，以相反方向推进航天器实现太空旅行。从传统技术上讲，这种推进剂是一种燃料，必须携带在飞船上，使飞船变重并且减慢速度。光子推进使用的是一组激光器，这意味着飞船上不需要携带任何燃料。这使它能够加速飞行更长时间，达到更高的速度。

专家们表示，这项技术完全可以扩展，因此可在小型和大型航天器上实现载人飞行。该发现可能最终朝着理解光动量的方向迈出重要一步。同时，理解辐射压力会有许多应用。肯尼斯说：想像一下，乘坐太阳帆驱动的星际快艇实现遥远星球的太空旅行。或许在地球设计一种光学镊子，可以组装微型机器。如何有效利用光动量是非常重要的，它将有助于我们实现更高效的太空旅行。

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