Co to są pincety laserowe?

Laserowe pincety, znane również jako pincety optyczne, używają wiązek laserowych do zatrzymywania cząstek mikroskopowych lub nanoskopowych o precyzyjnym ustawieniu 3-wymiarowym. Belki laserowe wykorzystują zjawisko zwane niedopasowaniem współczynnika załamania światła. Widzimy to za każdym razem, gdy patrzymy na słomę w szklance wody. Na drobnych skalach subtelne zginanie światła przez cząstkę powoduje przekazanie do niego pędu, wyświetlając małą atrakcyjną lub odpychającą siłę. Rezultatem jest wyjątkowo drobnoziarnista precyzja i kontrola nad pojedynczą cząstką w wiązce, kontrola skal sub-nanometru.

puszki laserowe działają tylko wtedy, gdy zastosowany materiał jest dielektryczny, co oznacza izolator, który jest niechętny dla pól elektromagnetycznych. Skoncentrowany laser w pinceatach laserowych generuje pole elektromagnetyczne w postaci skondensowanego światła. Podejście laserowe pincetowe można zastosować do lewitacji bakterii, wirusów, a nawet pojedynczych atomów i cząsteczek. W przypadku wielu aplikacji małe próbki są przymocowane do nieco większego MIKorroskopowy koralik. Wiele pincerów laserowych można nawet użyć do przyciągania części cząsteczki, rozciągania jej i umożliwiając naukowcom obserwowanie, jak się odsuwa. Jest to niezwykle pomocne w wyjaśnianiu ich subtelnych właściwości chemicznych.

Zjawisko rozpraszania optycznego przez cząstki mikroskopowe zostało po raz pierwszy zgłoszone przez naukowca Bell Labs Arthura Ashkina w 1970 roku. Następnie w 1986 r. Naukowiec Steven Chu i inni napisali artykuł na ten temat i znacznie ulepszył systemy. Dr Chu zastosował pincety laserowe w wielu różnych przydatnych obszarach, w tym chłodzenie atomów, zatrzymując je na miejscu, i wygrał nagrodę Nobla z 1997 roku w dziedzinie fizyki za ciężką pracę.

Napininy laserowe były nieocenione w badaniu w drobnych cechach w maszynach biologicznych, takich jak wszechobecne silniki biologiczne, które napędzają ruch w komórce. Przyczynia się to do rozwijającej się nauki o nanotechnologii, aND znacznie rozszerza naszą wiedzę na temat biologii. Laserowe sondowanie cytoszkieletu komórek pomogło naukowcom stworzyć mapę komórki o wysokiej rozdzielczości, z bardziej szczegółami niż inne podejścia. Laserowe pincety nadal są gorącym obszarem badań, z nieustraszonymi zespołami w Berkeley, Stanford, MIT i wielu innych uniwersytetach wykorzystujących możliwości śledczych, które technologia ma do zaoferowania.