НАВЕРХ

Физики закрутили наночастицу вокруг своей оси

Иллюстрации с сайта www.mpg.de

Использование двух световых пучков с круговой поляризацией в противоположном направлении позволяет получить в отдельной точке свет, давящий в направлении, перпендикулярном своему лучу. Оптические пинцеты, широко применяемые в биологии для перемещения частиц путем давления на них при помощи излучаемых лазером фотонов, довольно эффективно двигают прозрачные объекты размером до нескольких микрометров в нужном исследователям направлении.

Однако сейчас для этого используются световые волны с угловым моментом, действующим вдоль направления их луча. Чтобы опробовать другой подход, физики из Германии поместили объект, подлежащий перемещению, между двумя двоякопреломляющими кристаллами. Проходящий сквозь них лазерный луч может быть поляризован по-разному: "закручен" либо по часовой стрелке, либо против часовой. Одновременно используя оба кристалла (один — закручивающий световой пучок по часовой, а другой — вращающий тот же пучок против часовой стрелки), ученые получили луч, угловой момент которого перпендикулярен направлению распространения луча.

Для практической проверки этих свойств вновь открытого луча исследователи взяли золотую наносферу и измерили ею форму фокального пятна лазерного пучка. Она оказалось именно такой, как предсказывали теоретические выкладки, сделанные до начала эксперимента. Чтобы иметь еще более веские доказательства, физики готовятся применить "крутящийся" наподобие пропеллера угловой момент светового пучка для первого в истории вращения наночастицы вокруг собственной оси. Задача эта обычному оптическому пинцету с нормальным распространением световых волн не под силу.

"Если мы сначала ускорим частицы в оптической ловушке кругового типа, а затем откроем ее, то сможем устроить своего рода гонки "дрифтеров" с участием наночастиц", — поясняет Герд Лейхс, директор Института света Общества Макса Планка, возглавляющий исследование. Новый оптический пинцет пригодится не только в биологии, но и там, где вращение наночастиц необходимо для сборки сверхмалых конструкций, то есть при создании наносмешивателей и наномашин для лабораторных (а в будущем — и иных) целей.

Обсуждение (4)