光对其相互作用的物质施加了多少压力？ 这个问题困扰了科学家近 150 年，现在可能有了解决方案。 一组研究人员提出了一种测量光子对物质影响的方法。
尽管光子没有质量，但它确实有动量，可以定义在狭义相对论的框架内。
并且这个势头产生了一种力量。 早在 1619 年，人们就提出了光施加压力的假设。 在他的论文中科梅蒂德国数学家和天文学家约翰内斯·开普勒提出，来自太阳的光施加的压力是彗星尾巴总是远离太阳的原因。
直到 1873 年，苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (James Clerk Maxwell) 才提出假设电与磁专着这与势头有关。
克拉克·麦克斯韦（Clerk Maxwell）的工作为爱因斯坦的相对论工作提供了重要基础，他推测光是电磁辐射的一种形式，它携带动量，从而施加压力。
但光子的动量——以及由此产生的辐射压力——非常小，这意味着直接测量它是非常棘手的。
“到目前为止，我们还没有确定这种动量如何转化为力或运动，”工程师 Kenneth Chau 解释道加拿大不列颠哥伦比亚大学奥肯那根校区。
“因为光携带的动量非常小，所以我们没有足够灵敏的设备来解决这个问题。”
剧透：我们目前的技术能力仍然不够灵敏，无法直接检测光子的动量。 但周和来自斯洛文尼亚和巴西的同事已经找到了一种测量光子动量影响的方法。
他们围绕镜子建造了一个装置。 它周围有隔热层，以保护实验免受外界干扰，同时还配备了灵敏的声学传感器。
当他们向镜子发射激光脉冲时，弹性波会在镜子表面移动。 这些由声学传感器检测到的结果为计算光子动量所施加的辐射压力打开了大门。
“我们无法直接测量光子动量，因此我们的方法是通过‘聆听’穿过镜子的弹性波来检测其对镜子的影响，”洲说。
“我们能够将这些波的特征追溯到光脉冲本身的动量，这为最终定义和建模光动量如何存在于材料内部打开了大门。”
这不仅仅是一门纯粹的科学——它可能具有重要的实际应用。
例如，能够准确计算辐射压力可以为更好地计算辐射压力铺平道路。太阳帆技术 - 一种无推进剂推进航天器的方法，利用帆上的辐射压力代替风。
它还可以让我们更好地光镊，一种捕获和操纵极其微小的粒子（小至单个原子的尺度）的方法。
“我们还没有达到这个目标，”Chau 说，“但这项工作中的发现是重要的一步，我很高兴看到下一步我们将走向何方。”
该研究发表于自然通讯。
