Hvad er laserpincet?

Laserpincet, også kendt som optisk pincet, bruger laserstråler til at fange mikroskopiske eller nanoskopiske partikler med præcis 3-dimensionel positionering. Laserstrålene drager fordel af et fænomen kaldet brydningsindeks misforhold. Vi ser dette, hver gang vi ser på et strå i et glas vand. På små skalaer resulterer den subtile bøjning af lys ved partiklen i, at momentum overføres til den og projicerer en lille attraktiv eller frastødende kraft. Resultatet er ekstremt finkornet præcision og kontrol over en enkelt partikel i bjælken, kontrol på under-nanometer skalaer.

Laserspincet fungerer kun, når det anvendte materiale er dielektrisk, hvilket betyder en isolator, der er modbydelig for elektromagnetiske felter. En fokuseret laser i laserpincetten genererer et elektromagnetisk felt i form af kondenseret lys. Laserpincett-tilgangen kan bruges til at levitere bakterier, vira og endda enkeltatomer og molekyler. Til mange anvendelser er små prøver knyttet til en lidt større mikroskopisk perle. Flere laserpincet kan endda bruges til at trække på dele af et molekyle, strække det ud og lade forskerne se, hvordan det klikker tilbage. Dette er utroligt nyttigt til at belyse deres subtile kemiske egenskaber.

Fænomenet optisk spredning med mikroskopiske partikler blev først rapporteret af Bell Labs-videnskabsmand Arthur Ashkin i 1970. Derefter, i 1986, skrev videnskabsmand Steven Chu og andre et papir om emnet og forbedrede systemerne meget. Dr. Chu fortsatte med at anvende laserspincet i en lang række nyttige områder, herunder afkøling af atomer ved at stoppe dem på plads, og vandt Nobelprisen i fysik i 1997 for sit hårde arbejde.

Laserpincet har været uvurderligt i undersøgelsen i små funktioner i biologiske maskiner, såsom de allestedsnærværende biologiske motorer, der driver bevægelse i cellen. Dette bidrager til den voksende videnskab inden for nanoteknologi og udvider vores viden om biologi meget. Laserpincettebaseret sondering af cytoskelettet af celler hjalp forskere med at oprette et kort i høj opløsning af cellen med mere detaljerede oplysninger end andre tilgange kunne have produceret. Laserpincet er fortsat et varmt forskningsområde, hvor uærlige hold i Berkeley, Stanford, MIT og mange andre universiteter udnytter de efterforskningsmuligheder, teknologien har at tilbyde.