Физики научились двигать крошечные детали с помощью света — Naked Science
28.11.2018
Редакция Naked Science

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.
Вчера, 12:05
Илья Ведмеденко

Короткий ролик показывает модель летательного аппарата неизвестного типа. Некоторые обозреватели полагают, что она имеет отношение к программе NGAD, направленной на разработку истребителя шестого поколения. Ранее стало известно о начале испытаний его демонстратора.

Позавчера, 11:44
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 17:26
Мария Азарова

Оманские спелеологи, наконец, спустились на дно загадочного «Адского колодца» на востоке Йемена — бархута, которого избегают многие местные жители, так как уверены, что там живут джинны.

Позавчера, 11:44
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 12:05
Илья Ведмеденко

Короткий ролик показывает модель летательного аппарата неизвестного типа. Некоторые обозреватели полагают, что она имеет отношение к программе NGAD, направленной на разработку истребителя шестого поколения. Ранее стало известно о начале испытаний его демонстратора.

21 сентября
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: