28.11.2018
Редакция Naked Science
294

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
©Wikipedia

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.
Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Вчера, 11:30
Алиса Гаджиева

Новое исследование не только определило годы жизни неолитической представительницы нашего вида, но и показало, как она выглядела.

Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: