Crearon en miniatura el rayo tractor de Star Trek
Artículo publicado por Fiona McLeod el 25 de enero de 2013 en la Universidad de St. Andrews
Dentro del sistema experimental, el haz de luz se convierte en un dispositivo de arrastre, el cual reúne objetos microscópicos igual que cuando usamos una cadena.
Un equipo de científicos de Escocia y la República Checa ha creado un rayo tractor real, como el que aparece en las películas de Star Trek, que, por primera vez, permite que un haz de luz atraiga objetos.
Aunque las técnicas de manipulación de la luz han existido desde la década de 1970, esta es la primera vez que se ha usado un haz de luz para atraer objetos hacia la fuente luminosa, aunque sea a nivel microscópico.
Investigadores de la Universidad de St. Andrews y del Instituto de Instrumentos Científicos (ISI) en la República Checa, han encontrado una forma de generar un campo óptico especial que invierte de manera eficiente la presión de radiación de la luz.
La nueva técnica podría llevar a unas pruebas médicas más eficientes, tales como el examen de muestras de sangre.
En la serie de ciencia ficción estadounidense, el rayo tractor era un método para usar un haz de luz que podía arrastrar naves y otros grandes objetos hacia la fuente luminosa.
El equipo, dirigido por el Dr. Tomas Cizmar, Miembro Investigador de la Facultad de Medicina en la Universidad de St. Andrews, junto al Dr. Oto Brzobohaty y el Profesor Pavel Zemanek, ambos del ISI, descubrieron una técnica que les permite proporcionar una fuerza “negativa” que actúa sobre minúsculas partículas.
Normalmente, cuando luz y materia interactúan. El objeto sólido se ve empujado por la luz y transportado en el flujo de fotones.
Tal fuerza de radiación se identificó inicialmente gracias a Johanes Kepler, cuando observó que la cola de los cometas apuntaba en dirección contraria al Sol.
A lo largo de los últimos años los investigadores se han dado cuenta de que aunque este es el caso para la mayor parte de los campos ópticos, hay un espacio de parámetros cuando esta fuerza se invierte.
Los científicos de St. Andrews e ISI han demostrado ahora la primera prueba experimental de esta idea, con una variedad de apasionantes aplicaciones para la fotónica biomédica y otras disciplinas.
Lo emocionante de todo esto es que la aparición de una fuerza negativa es muy específica de las propiedades del objeto, tales como su tamaño y composición.
Esto, a su vez, permite el ordenado óptico de objetos microscópicos usando un dispositivo barato y simple.
Durante la pasada década, el fraccionamiento óptico se ha identificado como una de las aplicaciones biomédicas más prometedoras de la manipulación óptica, permitiendo, por ejemplo, el ordenado de macromoléculas, orgánulos o células.
Es interesante señalar que los científicos identificaron ciertas condiciones en las que, los objetos atrapados por el campo de fuerza del haz tractor, se reordenaban para formar una estructura que hacía que el haz fuese incluso más fuerte.
El Dr. Cizmar comenta: “Debido a las similitudes entre la manipulación de partículas ópticas y acústicas, prevemos que esta idea proporcionará inspiración para nuevos y apasionantes estudios en futuras áreas de estudio fuera del campo de la fotónica”.
El Dr. Brzobohaty señala que “estos métodos abren nuevas oportunidades para la fotónica fundamental, así como para aplicaciones en las ciencias de la vida”.
Según el Profesor Zemanek: “Todo el equipo ha pasado varios años investigando distintas configuraciones de transporte de partículas mediante la luz. Estoy orgulloso de que nuestros resultados se reconocieran en este competitivo entorno, y ya estoy trabajando en nuevos experimentos y aplicaciones. Es un momento muy emocionante”.
Artículo de Referencia
Autor: Fiona McLeod. 25 de enero de 2013.
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