Premikanje delčkov na metrski skali s pomočjo svetlobe

Že 40 let je odkar je znanstvenikom znano kako nadzorovano premikati delčke s pomočjo svetlobe (optična pinceta), a do sedaj so bili premiki možni le na skalah nekaj desetink milimetra, večinoma v kapljevinah. Novo študija, ki je bila objavljena v Physical Review Letters, pa je pokazala kako je mogoče premikati delčke velikosti 100 mikrometrov do razdalje 1 meter z natančnostjo 10 mikrometrov.

Ko na delček posvetimo s svetlobo, se ta segreje neenakomerno, zato se okoljske molekule od toplejše strani odbijejo hitreje kot od hladnejše, zato se delček premakne stran od svetila (zelo znan primer je svetlobni mlinček).

S pomočjo vrtinčenja snopov svetlobe je raziskovalcem uspelo narediti past s toroidnim presekom, v katero so, kot v cev, ujeli delček. Za premikanje po tej optični cevi skrbi aksialna komponenta svetlobnega snopa, ki po potrebi segreje eno stran delčka, ki se zato premakne. S pomočjo premičnega zrcala jim je uspelo delček premikati v obe smeri in sicer s hitrostmi do nekaj centimetrov na sekundo.

Premikanje delcev na večje razdalje je po mnenju raziskovalcev mogoče a potrebuje dosti močnejše laserje, kar pa lahko privede do pregretja ali celo uničenja delčka.

Optično manipulacijo delčkov na tako velikih razdaljah bi lahko uporabili za prenos nevarnih ali pa zelo čistih snovi brez dotikanja. To tehniko lahko porabimo za širok nabor materialov, kot so virusi, celice ali pa aerosoli v zraku. Med drugim bi jo lahko uporabili za simuliranje medzvezdnega prahu ipd. Več.