牽引光線是科幻作品中的重要角色，現在它卻越來越接近現實。今年初春發(fā)表的一篇文章中，物理學家設計了一種可以用光拉動物體的裝置。
一般情況下，光線只能推動物體，盡管力量很微弱。在光學操控的領域中，光學鑷子可以應用這種推力移動微觀物體，小至原子大至細菌。同樣的，光線牽引的能力也可以提高光學操控的準度和廣度。飛行器工程師們也已經設計出各種宇宙飛行帆，用以捕捉光所產生的力。
新設計的牽引光線將被更多地應用在生物或醫(yī)藥中，而不是用來拖動宇宙飛船。“如果你想將一件物品拉向自己，你必須減小物體面向你的方向上的壓強，”以色列技術工程學院的物理學家莫迪凱·塞格夫說道。他在4月份《光學快遞》（Optics Express）刊登的文章中描述了他的研究小組的設想。“需要創(chuàng)造出一點真空以減小壓強，”他補充道。問題是在對環(huán)境非常敏感的醫(yī)藥操作中，比如肺部手術，絕對不能改變壓強或充入任何新氣體。“那么，光線將成為抽吸的裝置，”他說，“這樣壓力不會有任何改變而只有光存在。”
早期對于“牽引光線”的研究通常集中在創(chuàng)建新的引力場來拖曳物體、加熱空氣從而產生壓力差，或是向物體引入電量或是磁性，這樣它們就可以沿著入射激光逆向移動。
最新的提案利用了一種被稱之為負輻射壓的現象。俄國物理學家維克托·維斯拉格在1967年發(fā)表的文章中討論了具有負折射率的材料，并首先建立了負輻射壓的理論模型。折射率的數值描述了光線在通過玻璃透鏡或其他介質時被彎曲的程度。而這篇文章發(fā)表后，大家并不相信物質會出現負折射率。但在過去的幾十年里，幾組研究人員都證實了負折射率可以出現在一種被稱作超常介質的特殊人造材料中。這一發(fā)現也導致了半隱形斗篷和無變形現象的“超級”透鏡的發(fā)明。
負輻射壓的原理依賴于光波的兩個特性：它的群速度和相速度。一束光波由一組組小波構成；群速度矢量是波群整體的移動速率與方向，相速度矢量代表某個構成光波的小波上的一點的相位改變速率與方向。光波的電磁能沿著群速度的方向輻射傳播，而波對粒子產生的影響則是順著相速度的方向。如果這兩種速度的傳播方向有相反的分量時，就可以產生負輻射壓。
但大部分超常介質是固體，并且擴大粒子之間的間隙會消除負輻射壓。這些對通過負輻射壓移動粒子的設想產生了阻礙。不僅如此，所有現有的超常介質都包含金屬，它們會吸收電磁能，從而使作用在粒子上的牽引效應幾乎為零。
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