Еще с начала ХХ в. физики знали, что свет несет импульс, но то, как именно меняется направление этого импульса в разных средах, оставалось намного менее понятным. В этой области долго боролись две равно уважаемые теории, которые подразумевали абсолютно противоположное.

Версия, выдвинутая Германом Минковским, говорила о том, что импульс света пропорционален индексу преломления среды, через которую он проходит. Оппонирующая теория Макса Абрагама предполагала обратную зависимость импульса от индекса преломления. Другими словами, одни (Минковский) считали, что импульс света направлен противоположно движению луча, а другие (Абрагам) — что в том же направлении.

Понятно, что получить ясные экспериментальные свидетельства столь слабого воздействия чрезвычайно сложно. В 1970-х, когда были проведены аккуратные исследования свойств света на поверхности разделения воздух-вода, казалось, точка будет поставлена. Если прав Абрагам, то поверхность воды под «давлением» света будет чуть прогибаться, а если прав Минковский — то, наоборот, выгибаться. Тогда результаты склонили чашу весов в пользу Минковского. Однако уже вскоре более точный анализ показал, что эти результаты стали проявлением не связанного с исследованием оптического эффекта, и вопрос снова оказался открытым.

В итоге в течение практически целого века появлялись свидетельства в пользу то одной, то второй теории — и лишь на днях группа китайских физиков во главе с Вайлон Ше (Weilong She) заявила об окончательном решении проблемы.

Ученые исследовали воздействие света на поверхность, разделяющую воздух и кремниевый диэлектрик, состоящий из тяжей нанометрового диаметра, — и показали, что импульс толкает подложку в том же направлении, в каком свет падает на нее. «Мы провели прямые наблюдения «толкающей» силы, которая возникает на кончике кремниевого тяжа под действием падающего света», — говорит Вайлон Ше. Таким образом, окончательный приз, похоже, отходит Максу Абрагаму.

Это открытие имеет далеко не только академический интерес. В частности, оно может позволить в будущем создать новые технологии получения энергии. Точнее говоря, открываются возможности для разработки средств инерциального удержания плазмы в ходе термоядерного синтеза — под воздействием света мощных лазеров. Подробнее о нашем энергетическом будущем читайте: «Мирный термояд».

По публикации PhysicsWorld.Com