Een team van onderzoekers van de Universiteit van Pennsylvania heeft ontdekt dat het mogelijk is om zeer dunne schijven te laten zweven in omstandigheden die de mesosfeer nabootsen met behulp van laserlicht. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hun onderzoek naar een mogelijke manier om op zeer grote hoogte te kunnen vliegen en hoe goed het werkte.

Aard- en weerwetenschappers willen sensoren hoger de atmosfeer in kunnen sturen dan nu mogelijk is. Dit zou het mogelijk maken om de luchtstroom te volgen en misschien de weersvoorspellingen te verbeteren. Het interessegebied is de mesosfeer, een deel van de atmosfeer van de aarde op ongeveer 50 tot 80 kilometer boven het oppervlak. Op deze hoogten, de lucht is te dun voor vliegtuigen om te vliegen of voor ballonnen om te bereiken - de enige opties op dit moment zijn satellieten en raketten. Maar zelfs die benaderingen hebben een probleem:de lucht is te dik. Wrijving en hitte zouden langdurige vluchten onpraktisch maken. In deze nieuwe poging de onderzoekers verkenden een nieuwe manier om het probleem aan te pakken:door licht van onderaf te gebruiken om zeer lichte vaartuigen omhoog te houden.

De aanpak van het team in Pennsylvania bestond uit het construeren van zeer dunne schijven uit mylar, elk, slechts 6 millimeter in diameter. Vervolgens bedekten ze de onderkant van de schijven met een film gemaakt van koolstofnanobuisjes. De onderzoekers testten hun idee door de schijven in een vacuümkamer te plaatsen met een druk die vergelijkbaar was met die in de mesosfeer. Ze ontdekten dat het afvuren van lasers of gereflecteerd zonlicht op de schijven ze een kleine afstand de lucht in duwden, en dat ze de schijven konden richten door het laserlicht aan te passen.

De onderzoekers leggen uit dat de levitatie niet het gevolg was van een duw van de laser, maar van de hitte die ontstond toen de laser de nanobuisjes trof. Ze merken op dat een deel van de warmte werd geabsorbeerd en een deel niet. De hitte die op de bodem van de schijven viel, droeg warmte over op een manier die ertoe leidde dat meer naar beneden bewegende moleculen aan snelheid wonnen dan moleculen die een opwaartse snelheid kregen. Het resultaat was een opwaartse beweging van de schijf.

De onderzoekers erkennen dat hun werk voorlopig is - het is niet bekend of de aanpak zou werken voor schijven die in de mesosfeer zijn gevallen. Ook, er is meer werk nodig om te zien of de schijven kunnen worden opgeschaald tot een formaat dat nuttig zou zijn.

© 2021 Science X Network