从直觉上讲，牵引波束是有意义的。在整个宇宙中，物质和能量以无数种方式相互作用。磁力和重力都是可以把物体吸引到一起的自然力，所以这是有先例的。
上图：现实中存在微观牵引波束吗，它们能升级吗？
但是，设计一个真正的牵引波束是不同的。
牵引波束是一种可以从远处移动物体的装置。这个想法来自1931年的科幻小说《IPC的太空猎犬》。如果科幻小说对此有什么可说的话，牵引光束应该已经很普遍了，我们应该感谢《星际迷航》和《星球大战》让它们的扩散。
但是，牵引光束已经存在了，尽管它们的作用范围很小。
显微镜牵引光束被应用于光镊装置中。光镊使用激光移动原子和纳米颗粒等微观物体。它们被用于生物学、纳米技术和医学。但是，这些牵引光束主要作用于微观物体，不足以拉动较大的宏观物体。
上图：这是JPK Instruments的一款名为NanoTracker 2的光学镊子。
现在，一组研究人员成功地演示了宏观牵引光束。他们在《光学快报》杂志上发表了解释他们工作的论文。其标题是“基于稀薄气体中的克努森力的宏观激光牵引”，主要作者是中国青岛科技大学的王磊。
王磊表示：“在之前的研究中，光拉力太小，无法拉动一个宏观物体。通过我们的新方法，轻拉力的振幅要大得多。事实上，它比用于驱动太阳帆的光压力大三个数量级以上，太阳帆利用光子的动量来施加一个小的推力。”
当然，这种宏观牵引光束只能在特定的实验室条件下工作，所以这是一种演示，而不是一种实际发展。至少现在还不是。
首先，它适用于专门建造的物体：研究人员为实验建造的宏观石墨烯-二氧化硅复合材料物体。其次，它工作在稀薄的气体环境中，其压力比地球大气低得多。虽然这限制了它们在地球上的作用，但并不是每个世界的大气压力都像我们的星球一样大。
王磊说：“我们的技术提供了一种非接触的远距离牵引方法，这可能对各种科学实验都有用。我们用来演示该技术的稀薄气体环境与在火星上发现的环境相似。因此，有一天它可能会操纵火星上的车辆或飞机。”
他们的装置是根据气体加热原理工作的。激光加热复合物体，但一侧比另一侧热。背面的气体分子接收到更多的能量，从而拉动物体。结合稀薄气体环境中较低的压力，物体就会被移动。
上图：这张图展示了宏观牵引光束是如何工作的。A显示激光击中一块CGL-SiO2样品(紧凑级层压板)材料并加热。这使得材料远离光线。B显示相同，但这一次CGL有一层具有低热导的透明材料涂层。(黄色)。在这种情况下，就产生了一个拉力。
研究人员用他们的石墨烯-二氧化硅复合结构制作了一个扭摆装置来演示激光拉动现象。这一演示使其肉眼可见。他们使用了另一种设备来测量效果。
上图：研究人员使用由石墨烯-二氧化硅复合结构制成的扭转或旋转摆装置，以肉眼可见的方式演示了激光牵引现象。然后，他们使用传统的重力摆来定量测量激光拉力。这两个装置都长约5厘米。
王磊解释道：“我们发现拉力比轻压力大三个数量级以上。此外，激光牵引是可重复的，可以通过改变激光功率来调节力量。”
近年来，其他研究人员也对牵引波束进行了研究，结果喜忧参半。美国国家航空航天局（NASA）对使用牵引光束收集 MSL 好奇号表面探测车样本的想法感兴趣。好奇号的仪器之一是ChemCam。它包括一个蒸发岩石或风化层的激光，然后是一个显微成像仪，用光谱法测量其成分。但NASA想知道，牵引光束能否将蒸发样品中的微小颗粒吸入火星车中，以进行更全面的研究。
上图：这幅插图显示，MSL好奇号向岩石露头发射ChemCam激光。如果MSL有一个牵引光束，它可以将微观粒子吸入其机载实验室进行更深入的研究。
2010年NASA NIAC的一份报告称：“如果‘ChemCam2’中包含牵引光束技术来吸引尘埃和等离子体粒子，那么牵引光束可以增加一系列额外的科学能力：
激光解吸离子光谱学
质谱分析
拉曼光谱
X射线荧光 ”
同一份报告还说，牵引波束可以用来收集彗星尾部的粒子，土卫二上的冰羽，甚至是地球大气或其他大气中的云。
这从未成为现实，但它足以说明，这个想法是多么引人注目。
现在，这项新研究产生了有趣的结果，尽管它离实际的实施还很远。在接近实用性之前，还需要进行大量的工作和工程设计。首先，需要有一个被充分理解的理论基础，来描述这种效应如何在不同大小和形状的物体上起作用，以及在不同大气中使用不同功率的激光。
研究人员当然知道这一点，但他们指出，这仍然是可行性的有效证明。
王磊解释道：“我们的工作表明，当光、物体和介质之间的相互作用被仔细控制时，对宏观物体的灵活光操纵是可行的。这也表明了激光与物质相互作用的复杂性，许多现象在宏观和微观尺度上都远未被理解。”
关键的部分是，这项研究将牵引光束从微观转移到宏观。这是一个很难跨越的重要门槛。作者在结论中写道：“这项工作将光学拉扯的范围从微观扩展到宏观，在宏观光学操作中具有巨大的潜力。”
有一天，宇宙飞船可能会很好地使用牵引光束，但它们不太可能像科幻小说中那样。《星球大战》、《星际迷航》和《IPC太空猎犬》在战斗和冲突中都以牵引波束为特色。
但在现实中，它们可能成为有价值的科学工具。
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