Dùng ánh sáng thao túng vật thể

Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ đang phát minh chùm tia khống chế vật thể, cho phép tóm đối tượng bằng ánh sáng như trong loạt phim viễn tưởng Star Trek.

Tractor Beam trong phim Star Trek.ẢNH: GEEK.COM

Trong phim Star Trek, thì Tractor Beam (chùm tia khống chế vật thể) đã giúp phi hành đoàn trên tàu du hành vũ trụ USS Enterprise trải qua những tình huống khó khăn và giúp phe Đế quốc bắt được con tàu Millennium Falcon trong phim Star Wars.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu vừa tiết lộ họ đang bắt tay với Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) để tạo ra các chùm tia tương tự có thể sử dụng trong điều kiện không gian, theo trang tin Space.com dẫn lời trưởng nhóm là tiến sĩ David Grier của Đại học New York (NYU, Mỹ).

Tiến sĩ Grier là một trong những thành viên sáng lập của Trung tâm nghiên cứu vật chất mềm của NYU. Mục tiêu của họ là tìm hiểu cách thức vận hành của tự nhiên, đặc biệt ở khía cạnh phân tử có thể tự động sắp xếp thành những hình dạng 3 chiều xung quanh chúng ta. Để nghiên cứu thế giới phân tử, họ sử dụng công cụ do nhà vật lý học Art Ashkin, của Phòng thí nghiệm Bell phát minh vào thập niên 1970. Theo đó, lực phát ra từ ánh sáng được sử dụng để bắt giữ và di chuyển vật thể.

Nhóm của ông Grier cải tiến công nghệ bằng cách áp dụng các phương trình ánh sáng do nhà khoa học Scotland James C.Maxwell nghĩ ra vào thập niên 1870. Dựa trên cùng một nguyên lý, họ sử dụng các hình chiếu để tái cấu trúc ánh sáng trong thiết bị. Để làm được điều này, nhóm chuyên gia khởi động máy chiếu phóng tia laser và tạo ra các hình chiếu do máy tính dựng nên để thiết lập một trường lực. Trong tự nhiên, các phân tử thường tương tác một cách ngẫu nhiên, và điều mà công nghệ trên cho phép họ thực hiện là di chuyển các phân tử, rồi quan sát nơi chúng sẽ tập kết kế tiếp. “Từ đó, chúng tôi khiến các chùm tia này có thể lôi kéo được vật thể. Nhưng thách thức ở đây chính là tầm khống chế của chúng”, theo tiến sĩ Grier.

Cho đến nay, kết quả trong điều kiện thí nghiệm chỉ cho phép di chuyển vật thể trong vòng 1 cm. Tuy nhiên, với công nghệ hiện tại, chuyên gia Mỹ dự kiến một ngày nào đó họ có thể tạo ra lực kéo ở khoảng cách đến 1 km.

Trong khi chùm tia hiện chỉ có thể thao túng các vật thể kích thước nhỏ, chẳng hạn như những hạt thủy tinh có đường kính chỉ bằng một phần của milimet, hoặc cỡ tế bào người, công nghệ này đặc biệt hữu dụng khi cần thu thập mẫu vật trong không gian, như bụi sao chổi. Thay vì buộc một phi thuyền tiếp cận mục tiêu trong điều kiện nguy hiểm, tàu du hành chỉ cần duy trì một khoảng cách nhất định và phóng chùm tia kéo mẫu vật toả ra từ đuôi sao chổi về hướng mình. Tiến sĩ Grier tiết lộ nhóm của ông đang bắt tay với các nhà nghiên cứu của Trung tâm không gian Goddard thuộc NASA trụ sở tại bang Maryland để kéo dài tầm hoạt động của Tractor Beam.

Hạo Nhiên