Физики научились двигать крошечные детали с помощью света
28.11.2018
5 минут
Редакция
118

Физики научились двигать крошечные детали с помощью света

Когда вы направляете луч света на руку, то не чувствуете ничего, кроме небольшого количества тепла. Однако тот же самый луч света на наноуровне может стать мощным инструментом, который можно использовать для перемещения крошечных объектов.

1448032935_01

Исследователи из группы Structured Light Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге, ЮАР, нашли способ использовать лазерный луч, чтобы контролировать и манипулировать мельчайшими объектами, например клетками человека и другими крошечными химическими частицами, или работать над будущими встроенными устройствами. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

 

Хотя этот метод, известный как лазерный пинцет, не новый, сотрудники университета нашли способ оптимально применять всю силу света, включая векторный свет, который ранее был им недоступен. Это образует первый векторный голографический захват (пинцет).

 

«Раньше лазерные пинцеты были ограничены конкретными классами света, а нам удалось выявить целостный механизм, который охватывает все классы света, включая воспроизводство всех предыдущих устройств. Мы продемонстрировали первую векторную голографическую оптическую систему захвата. Наше устройство позволяет захватывать и перемещать частицы размером с микрометр, например биологические клетки, лишь с помощью света», — сказал профессор Эндрю Форбс (Andrew Forbes).

 

© University of the Witwatersrand

 

В системе лазерных пинцетов свет фокусируется на небольшом пространстве, в котором находятся мелкие частицы и биологические клетки. В таких масштабах (обычно на микро- или наноуровне) сила, которую может оказывать свет, довольно значительна, поэтому частицы могут быть захвачены светом и затем контролироваться. Когда луч свет перемещается, частицы двигаются вместе с ним. За это открытие американский ученый Артур Ашкин получил Нобелевскую премию по физике в 2018 году. 

 

Первоначально свет управлялся механически — например, с помощью зеркал, — однако позже он стал перемещаться голографически, то есть посредством компьютерных голограмм для управления светом без движущихся частей. До сих пор в таких голографических ловушках можно было использовать только специальные классы лазерных лучей, называемые скалярными пучками.

 

«Наше устройство может работать как с традиционными лазерными лучами (скалярными пучками), так и с более сложными, векторными лучами. Векторные лучи актуальны и имеют множество применений, однако до сих пор не было возможности использовать подобную голографическую ловушку», — объясняет Форбс.

 

В устройстве южноафриканских ученых скалярные и векторные лучи контролируются голографически в одном устройстве. Исследователи предполагают, что их механика будет полезна в контролируемых экспериментах на микро- и наноуровнях, в том числе в биологических и медицинских исследованиях клеток, небольших химических реакциях, фундаментальной физике и будущих чиповых устройствах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
21 февраля
4 минуты
Полина Гершберг

Периваскулярная жировая ткань вокруг сосудов не только накапливает липиды, но и непосредственно влияет на релаксацию сосудистых тканей.

21 февраля
4 минуты
НИТУ «МИСиС»

Коллектив ученых из НИТУ «МИСиС» провел комплексную оценку влияния нано- и микродобавок алюминия, бора, цинка, никеля, меди и молибдена на скорость горения твердого топлива, содержащего алюминиевые порошки. Эксперимент показал, что наиболее эффективными добавками являются наночастицы меди. Добавление ее в топливо позволит увеличить скорость ракет в пять раз.

21 февраля
17 минут
Александр Березин

На борту круизного лайнера Diamond Princess в феврале 2020 года случился настоящий разгул эпидемии Covid-19. Судно поместили на карантин, во время которого по идее пассажиры должны были отсиживаться по каютам. Несмотря на это, каждый шестой там заболел. За пределами Китая нигде больше нет такого числа заразившихся — ни в одной стране. Стали говорить, что этот корабль — прообраз будущей эпидемии коронавируса по всей планете. Мол, раз тут карантин не помог, значит, не сдержит болезнь и в мировом масштабе. На самом деле, задолго до коронавируса путешествия на круизных лайнерах стали называть «плаванием к болезни». Предположительно роскошное времяпрепровождение часто оборачивалось инфекцией и до коронавируса. Не приходится удивляться, что новому вирусу пришлись по вкусу именно круизные лайнеры. Почему так — рассказываем ниже.

17 февраля
5 минут
Мария Азарова

По мнению исследователей, мидии погибли вследствие «теплового стресса», вызванного повышением температуры океана.

18 февраля
8 минут
Полина Гершберг

Один из наиболее полезных режимов питания оказался хорош с неожиданной стороны: выяснилось, что он способствует развитию кишечных бактерий, связанных с улучшением качества жизни пожилых людей.

19 февраля
4 минуты
Сергей Васильев

В галактике Маркарян 231, расположенной в полумиллиарде световых лет от нас, нашли облака молекулярного кислорода — впервые где-либо вне Млечного Пути.

11 февраля
4 минуты
Сергей Васильев

Экспериментальные данные указали на виды физических нагрузок, которые стимулируют нейропластичность мозга.

28 января
25 минут
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

28 января
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: