Прошёлый свет на руке ощущается лишь лёгким теплом. Но подобный свет на наноразмере становится сильным инструментом для манипулирования мельчайшими объектами.
Исследователи из группы Structured LightВ Университете Витватерсранда в Йоханнесбурге нашли способ использовать лазерный луч для управления и манипулирования микроскопическими объектами, такими как клетки человека и химические частицы, а также для работы над будущими имплантами. опубликованы в журнале Scientific Reports.
Несмотря на то что этот метод, называемый лазерным пинцетом, не является новым, учене из университета нашли способ его совершенствовать. применятьПолностью раскрывается потенциал световой энергии, включая векторный свет, раньше неподвластный ему.
Это создаёт первый векторный голографический захват (пинцет).
Ранее лазерные пинцеты работали только с определенными классами света. Теперь удалось обнаружить общий механизм, применимый ко всем классам света, в том числе для воспроизведения всех существующих устройств. Создана первая векторная голографическая оптическая система захвата. Она позволяет захватывать и перемещать частицы размером с микрометр, например биологические клетки, только с помощью света.
В лазерных пинцетах свет концентрируется на крошечном участке, где расположены мельчайшие частицы и биологические клетки. В масштабах микро- или наноуровня световая энергия обладает значительной силой, способной захватить частицы и управлять ими. Двигаясь вместе с лучом света, частицы перемещаются по заданной траектории. За это открытие американский ученый Артур Ашкин получил Нобелевскую премию по физике в 2018 году.
Первоначально свет управлялсяПеремещение происходило механически — например, с помощью зеркал — однако позднее перешло к голографическому типу, то есть посредством компьютерных голограмм для управления светом без движущихся частей. До сих пор в таких голографических ловушках использовались только специальные классы лазерных лучей, называемые скалярными пучками.
Устройство способно функционировать как с обычными лазерными лучами (скалярными пучками), так и с более сложными векторными лучами. Векторные лучи востребованы и обладают множеством применений, но до сих пор не существовало возможности использовать подобную голографическую ловушку, — поясняет Форбс.
Устройство южноафриканских учёных совмещает контроль скалярных и векторных лучей с помощью голографии. Учёные предполагают, что механизм работы устройства… полезнаНа микро- и наноуровне в контролируемых экспериментах, например в биологических и медицинских исследованиях клеток, малых химических реакций, фундаментальной физике и будущих чиповых устройствах.