Lazer Cımbız Nedir?

Optik cımbız olarak da bilinen lazer cımbızları, 3 boyutlu olarak hassas konumlandırma ile mikroskobik veya nanoskopik parçacıkları yakalamak için lazer ışınları kullanır. Lazer ışınları, kırılma indisi uyuşmazlığı adı verilen bir fenomenden faydalanır. Bunu ne zaman bir bardak sudaki pipete baktığımızda görüyoruz. Küçük ölçeklerde, ışığın parçacık tarafından ince bir şekilde bükülmesi, kendisine momentumun taşınmasıyla küçük bir çekici ya da itici kuvveti yansıtır. Sonuç, son derece ince taneli hassasiyet ve ışın demetindeki tek bir parçacık üzerinde kontrol, alt nanometre ölçeklerinde kontrol.

Lazer cımbızları yalnızca kullanılan malzeme dielektrik olduğunda çalışır, bu da elektromanyetik alanlardan farklı bir yalıtkan anlamına gelir. Lazer cımbızındaki odaklanmış bir lazer, yoğunlaştırılmış ışık şeklinde bir elektromanyetik alan oluşturur. Lazer cımbız yaklaşımı, bakterileri, virüsleri ve hatta tekli atomları ve molekülleri havaya kaldırmak için kullanılabilir. Birçok uygulama için, küçük numuneler biraz daha büyük mikroskobik boncuklara tutturulur. Bir molekülün parçalarını çekmek, uzatmak ve bilim adamlarının nasıl geri çekildiklerini gözlemlemelerini sağlamak için çoklu lazer cımbız bile kullanılabilir. Bu, ince kimyasal özelliklerinin aydınlatılmasında inanılmaz derecede faydalıdır.

Mikroskobik parçacıklar tarafından optik saçılma olgusu ilk olarak Bell Labs bilim adamı Arthur Ashkin tarafından 1970 yılında bildirildi. Daha sonra, 1986 yılında, bilim adamı Steven Chu ve diğerleri konuyla ilgili bir yazı yazdılar ve sistemleri büyük ölçüde geliştirdiler. Dr. Chu, lazer cımbızları atomların yerlerinde durdurarak soğutulması dahil olmak üzere çok çeşitli faydalı alanlarda kullanmaya devam etti ve sıkı çalışması için 1997 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.

Araştırmada, lazer cımbızları, hücrede hareketi sağlayan her yerde bulunan biyolojik motorlar gibi biyolojik makinelerde bulunan küçük özelliklerde çok değerlidir. Bu, gelişen nanoteknoloji bilimine katkıda bulunur ve biyoloji bilgimizi büyük ölçüde genişletir. Hücrelerin hücre iskeletinin lazer cımbız temelli araştırılması, bilim adamlarının diğer yaklaşımların üretebileceğinden daha fazla ayrıntıyla hücrenin yüksek çözünürlüklü bir haritasını oluşturmasına yardımcı oldu. Lazer cımbız, Berkeley, Stanford, MIT ve teknolojinin sunduğu araştırma olanaklarından yararlanan diğer birçok üniversite gibi inatçı ekiplerle sıcak bir araştırma alanı olmaya devam ediyor.