光子晶体可能正是 Breakthrough Starshot 正在寻找的东西
发布时间：2023-12-20 10:35:04来源：
光帆技术是一个令人着迷的概念，也是火箭推进领域的一次重大变革。它可能不像土星五号、航天飞机或新型星舰火箭那样庞大和令人印象深刻，但当谈到星际旅行时，光帆可能就是答案。还有什么更好的材料可以用来建造帆呢?这让我想一遍又一遍地说：光子晶体。这听起来就像是《星际迷航》中的一集，但一篇新论文检验了它们的可行性。
光帆的概念其实非常简单。光帆不是利用风的力量附着在船上的织物帆，而是利用光的力量来推动航天器穿越宇宙。它们依靠激光等强大光源发射的光子压力来产生低水平的推力。
这个想法是，光的光子在从表面反射时携带动量并施加力。部署由聚酯薄膜等反光材料制成的大型超薄帆——与业余天文学中常用的观察太阳的品种相同——航天器可以被推动，缓慢加速，但最终达到惊人的速度。
虽然光帆可能无法让宇宙飞船离开地面进入轨道，但一旦部署在太空中，长时间缓慢的加速是一种非常有效的太空旅行方式。这不仅仅是科幻小说，“摄星突破”项目已成为该领域的领导者，该项目旨在开发一艘在人类有生之年将人类送往比邻星(4.3光年远)的航天器。
Jin Chang 领导的团队最近在 arXiv 预印本服务器上发表了一篇论文，探讨了一种用于光帆的新材料(称为纳米制造光子晶体)的可能性。这些晶体是光学纳米结构(介于微观和分子尺度之间)，其折射率周期性变化。这些发生在动物界的自然界中，例如猫和狗眼睛的反射性质。
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