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光で物体を浮遊・推進するナノパターン技術、レーザー推進宇宙船への道

カリフォルニア工科大学の研究者たちが、物体表面に刻んだナノスケールパターンで光と相互作用させ、様々な形状・サイズの物体をレーザービームで浮遊・推進する理論的手法を提案しました。パターンが自律的に安定性をエンコードするため、高度に集光したレーザー不要で、光源は数百万km先でも機能します。

自己安定化の仕組み

光散乱の異方性を制御し、平衡位置からずれた際に復元トルクが生じるナノフォトニック素子群を設計。平衡からの変位を受動的に補正するダイナミクスを実現します。

応用展望

当面は回路基板製造等の微小物体操作へ。長期的には、ナノパターンを刻んだ宇宙船を地上レーザーで推進し、燃料不要で相対論的速度に達し、太陽系外惑星探査へ。原理実証実験を進行中です。

参考文献: Nature Photonics | doi:10.1038/s41566-019-0373-y | Caltech

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