Science Fiction oder Tatsache: Willen Tractor Beams jemals Wirklichkeit werden?

Die Geheimnisse des Lebens kleine Preise in dieser wöchentlichen die Plausibilität der beliebten Science-Fiction-Konzepte.

Haben Sie eine verlassene Raumschiff musst du zurück zur Sternenbasis schleppen? Oder vielleicht sind Sie versucht, einen feindlichen Behälter an der Flucht zu verhindern? Kein Problem: Starte den Traktorstrahl.

Dieses Tool Hansdampf in allen Gassen zählt als Science-Fiction Grundnahrungsmittel direkt neben Laser und schneller als Licht zu reisen. Eine unsichtbare Traktorstrahl auf den Todesstern geschleppt in den Millennium Falken in die original "Star Wars" Flick, während eine schimmernde Ray – die verdoppelt als repulsing Strahl — gespeichert die Crew Speck mehrmals auf "Star Trek".

In Sci-Fi bestehen Traktor Balken oft aus exotisch klingenden Teilchen und Energien. In unserer Zeit ist mit regelmäßigen ol ' Licht zu halten und manipulieren von Objekten Traktor Strahl-Stil bereits Realität, wenn auch auf sehr kleinen Schuppen.

Biologen, haben zum Beispiel "optische Pinzette" Studie Zellen, DNA und andere kleine Stücke seit den späten 1980er Jahren verwendet. "Optische fallen um eine lange Zeit gewesen", sagte Paul Stysley, ein Laser-Ingenieur bei der NASA Goddard Space Flight Center.

Stysley der Organisation unter anderem möchte Traktor Strahl-ähnliche Technologien graduate zu größeren Aufgaben zu sehen. Licht kann verwendet werden, NASA-Forscher glauben, große Staubpartikel auf dem Mars oder aus dem Schweif eines Kometen mit besseren Ergebnissen als typische Kontakt-basierte Methoden sammeln.

In der Theorie führen kontinuierliche Verbesserung eines Tages Traktor Balken nicht allzu unähnlich, die auf dem Raumschiff Enterprise bereitgestellt. "Es scheint kein Grund, warum Sie ein Traktorstrahl haben könnte", sagte Sidney Perkowitz, ein Physiker an der Emory University in Atlanta, Ga.

Schieben...

Licht fehlt die offensichtliche Grappling-Fähigkeit von, sagen wir, einem scharfen Haken. Noch können die Photonen, die Licht umfassen verwendet werden, zu gewinnen oder abzuwehren. [Science Fiction oder Tatsache: ist schneller-als-Licht-Travel möglich?]

Photonen besitzen Dynamik und so wenn sie ein Objekt schlagen und Dynamik verlieren, eine kleine Menge von Gewalt angewendet, Perkowitz erklärt. "Sie Licht als, seiend wie kleine Pellets können", meint er.

Sanfte Druck von Photonen, bekannt als Strahlungsdruck, zeigte sich im Raum vor kurzem durch ein Experiment "Sonnensegel". Sonnenlicht auf einem Blech spiegelgleiche — wie Wind in irdischen Segel — angetrieben das japanische IKAROS Raumschiff zu Geschwindigkeiten von mehr als 200 km/h in einer Mission ab 2010.

... und ziehen Sie

Ziehen mit Licht, jedoch ist nicht so einfach, aber kann durch Nutzung von Photonen elektromagnetischen Eigenschaften und verschiedene clevere Wege leuchtende Laserstrahlen durchgeführt werden.

Drei vielversprechende Traktor-Strahl-Methoden zeichnen sich, laut NASA und könnte finden Sie unter Service auf zukünftige Raumsonden. "Wir glauben, dass diese Technologien könnte in 10 Jahren fertig sein", sagte Stysley. [5 Möglichkeiten der Welt wird ändern radikal dieses Jahrhunderts]

Ein Konzept beinhaltet sogenannte Bessel-Balken. Anstatt die Scheibe aus Licht man sieht an der Wand von einem regelmäßigen Laserstrahl Bessel Balken sehen aus wie eine Zielscheibe mit Ringen rund um einen zentralen Platz. Theoretische Arbeit deutet darauf hin, dass elektrische und magnetische Felder in den Pfad des Bessel-Balken könnte verschwören, um "eine Kraft gegenüber der Ausbreitung des Laserstrahls selbst zu schaffen", sagte Stysley. In einfacheren Worten: Komm zu Papa.

Eine zweite Technik folgt dem optischen Pinzette Ansatz in der Biologie verwendet. Zwei überlappende Lichtstrahlen, wenn auf ein Objekt schien umgeben es in einem Ring mit einer weniger beleuchtet zentrale Zone. Die Strahlen erwärmen die Luft um das Teilchen und die Intensität der Strahlen hin und her wechseln, kann das Teilchen im zentralen Korridor gezogen werden. (Diese optischen Förderband-Gürtel-Methode kann nicht in das Vakuum des Weltraums, obwohl arbeiten.)

Die dritte Methode basiert auf Magnetventil Balken. Die Intensität eines solchen Spitzen ein Lichtstrahl in einer Spirale entlang seiner Länge, geben der Ray ein schönes, Science-Fiction-artige Wirbel von Helligkeit, bemerkt Stysley. Die Gipfel in der Intensität können Materie zu gewinnen, und je nach Winkel oder Intensität des Strahls, der Luftfahrtunternehmer kann steuern, ob eine Ziel-Zoll vorwärts oder rückwärts.

Bereitet den Strahl

So weit, Stysley gesagt, Traktor Balken nur winzigen Flecken nur Zentimeter verschoben haben. "Um wirklich tragfähig für eine Raum-Instrument zu sein, müssten wir das Meter, wenn nicht gar Kilometer, schieben" erzählte er die Geheimnisse des Lebens wenig.

Sowie Distanz zu überwinden, müssen Traktor Balken wachsen stärker, schneller Objekte zu verschieben. Aber damit macht kommt die Gefahr der Überhitzung ein Ziel. Mit mehr Energie, "erstellen ein Phaser vor einem Traktorstrahl," sagte Stysley. "Sie könnte Ihr Ziel zerstören, bevor Sie es ziehen."

Da diese Hürden, "Wir gehen nicht in der Lage, schnappen Sie sich ein Satelliten-Size-Objekt und verschieben Sie ihn nur für eine wirklich lange Zeit", sagte Stysley.

Immer noch, Stück für Stück, große Objekte skalieren Tabu möglicherweise nicht. "Wenn wir diese [Traktor Balken] Arbeit bekommen, dann im Prinzip wir größere Partikel, studieren kann", sagte Barry Coyle, ein Laser-Physiker am Goddard Space Flight Center, neben Stysley an dem Projekt arbeitet. "Vielleicht dann können wir gehen zum Saturn und Eis aus ihrer Ringe zu sammeln."

Dann wieder, vielleicht "Star Trek" und seine Ilk haben es richtig, und lichtbasierten Traktor Balken werden eine Sackgasse. Theoretische Kraft tragen Partikel der Schwerkraft, genannt Gravitonen, könnte stattdessen den Trick tun.

"Wenn wir jemals Gravitonen entdecken, wir Schwerkraft so viel besser verstehen würde," sagte Perkowitz. "Vielleicht könnten wir eine echte Technologie aufbauenden tun."

Plausibilität-Score: Wissenschaftler sehen regelrechte Showstoppers nicht vor, wenn es darum geht, große optische Traktor Balken und anderweitig Strahl-basierte Gerangel Steinbruch können vorhanden sein. Traktor Strahlen von einer Art scheinen unvermeidlich, so dass sie vier von vier Rocketboys verdienen.

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