Para peneliti dari Caltech telah merancang cara untuk mendorong dan melayangkan berbagai benda hanya dengan menggunakan cahaya, dengan menciptakan pola pada skala nano secara spesifik pada permukaan benda tersebut.
Meski masih bersifat teoretis, pekerjaan itu adalah langkah menuju pengembangan pesawat ruang angkasa yang bisa mencapai planet terdekat di luar tata surya kita dalam 20 tahun, yang ditenagai dan dipercepat hanya dengan cahaya.
Sebuah makalah yang menggambarkan penelitian ini muncul online dalam jurnal Nature Photonics. Penelitian ini dilakukan di laboratorium Harry Atwater, dari California Institute of Technology.
Beberapa dekade yang lalu, sebuah pengembangan dengan apa yang disebut sebagai pinset optik memungkinkan para ilmuwan untuk menggerakkan dan memanipulasi benda-benda berukuran sangat kecil, seperti nanopartikel, menggunakan tekanan radiasi dari sinar laser yang terfokus secara tajam. Karya ini menjadikannya sebagai sebuah landasan untuk Hadiah Nobel Fisika di tahun 2018. Namun, pinset optik seperti ini hanya memiliki kemampuan dalam memanipulasi objek yang sangat kecil dan hanya pada jarak yang sangat dekat saja.
Ognjen Ilic, sarjana postdoctoral dan penulis pertama studi tersebut, memberikan paparan analoginya: “Seseorang dapat melayangkan sebuah bola pingpong dengan menggunakan aliran udara yang stabil dari pengering rambut. Tetapi tidak akan berhasil jika bola pingpong berukuran terlalu besar, atau jika terlalu jauh dari pengering rambut, dan sebagainya.”
Dengan penelitian baru ini, objek dari berbagai bentuk dan ukuran — mulai dari mikrometer hingga meter — dapat dimanipulasi dengan seberkas cahaya. Kuncinya adalah membuat semacam pola pada skala nano secara spesifik pada permukaan objek tersebut. Pola ini berinteraksi dengan cahaya sedemikian rupa sehingga objek dapat meluruskan secera otomatis ketika keadaannya terganggu, dan menciptakan torsi yang memulihkannya kembali agar tetap dalam sorotan cahaya. Jadi, dibandingkan dengan penggunaan sinar laser yang sangat terfokus, pola yang terdapat pada objek ‘dirancang untuk “menyandikan” stabilitas mereka sendiri. Sumber cahaya juga bisa jutaan mil jauhnya.
“Kami telah menemukan metode yang dapat melayangkan sebuah benda makroskopik,” kata Atwater, yang juga direktur Pusat Gabungan untuk Fotosintesis Buatan. “Ada aplikasi yang sangat menarik untuk menggunakan teknik ini sebagai sarana penggerak bagi generasi baru dari pesawat ruang angkasa. Kami sebenarnya masih jauh dari melakukan hal itu, tetapi kami sedang dalam proses menguji prinsip-prinsipnya.”
Secara teori, pesawat ruang angkasa ini dapat diberikan pola dengan struktur berskala nano dan digerakkan oleh sinar laser berbasis bumi. Tanpa perlu membawa bahan bakar, pesawat ruang angkasa bisa mencapai kecepatan yang sangat tinggi, bahkan relativistik dan bisa saja bepergian menuju bintang lain.
Atwater juga membayangkan bahwa teknologi tersebut dapat digunakan di Bumi untuk memungkinkan pembuatan berbagai objek berukuran terkecil, seperti papan sirkuit.
