Τι είναι τα τσιμπιδάκια λέιζερ;

Οι τσιμπιδάκια λέιζερ, γνωστές επίσης ως οπτικές τσιμπιδάκια, χρησιμοποιούν δέσμες λέιζερ για να παγιδεύσουν μικροσκοπικά ή νανοσκοπικά σωματίδια με ακριβή τρισδιάστατη τοποθέτηση.Οι δέσμες λέιζερ εκμεταλλεύονται ένα φαινόμενο που ονομάζεται αναντιστοιχία δείκτη διάθλασης.Βλέπουμε αυτό κάθε φορά που βλέπουμε ένα άχυρο σε ένα ποτήρι νερό.Σε μικροσκοπικές κλίμακες, η λεπτή κάμψη του φωτός από το σωματίδιο έχει ως αποτέλεσμα τη μεταφορά της ορμής, προβάλλοντας μια μικροσκοπική ελκυστική ή απωθητική δύναμη.Το αποτέλεσμα είναι εξαιρετικά λεπτόκοκκο ακρίβεια και ελέγχει ένα μόνο σωματίδιο στη δέσμη, ο έλεγχος σε κλίμακες υπο-νανομέτρου.Ένα εστιασμένο λέιζερ στις τσιμπιδάκια λέιζερ δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο με τη μορφή συμπυκνωμένου φωτός.Η προσέγγιση του tweezer λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποβολή βακτηρίων, των ιών και ακόμη και μεμονωμένων ατόμων και μορίων.Για πολλές εφαρμογές, τα μικροσκοπικά δείγματα συνδέονται με ένα ελαφρώς μεγαλύτερο μικροσκοπικό σφαιρίδιο.Πολλαπλές τσιμπιδάκια λέιζερ μπορούν ακόμη και να χρησιμοποιηθούν για να τραβήξουν μέρη ενός μορίου, να το τεντώσουν και να επιτρέψουν στους επιστήμονες να παρατηρούν πώς ασφαλίζει.Αυτό είναι απίστευτα χρήσιμο για την αποσαφήνιση των λεπτών χημικών ιδιοτήτων τους. Το φαινόμενο της οπτικής σκέδασης από μικροσκοπικά σωματίδια αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον επιστήμονα Bell Labs Arthur Ashkin το 1970. Στη συνέχεια, το 1986, ο επιστήμονας Steven Chu και άλλοι έγραψαν ένα έγγραφο για το θέμα,και βελτίωσε πολύ τα συστήματα.Ο Δρ Chu συνέχισε να εφαρμόζει τις τσιμπιδάκια λέιζερ σε μια ευρεία ποικιλία χρήσιμων περιοχών, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης των ατόμων, σταματώντας τους στη θέση τους και κέρδισε το βραβείο Νόμπελ της Φυσικής για τη σκληρή δουλειά του.Η μελέτη σε μικροσκοπικά χαρακτηριστικά σε βιολογικά μηχανήματα, όπως οι πανταχού παρόντες βιολογικοί κινητήρες που οδηγούν την κίνηση στο κύτταρο.Αυτό συμβάλλει στην αναδυόμενη επιστήμη της νανοτεχνολογίας και επεκτείνει σε μεγάλο βαθμό τις γνώσεις μας για τη βιολογία.Η ανίχνευση του κυτταροσκελετού των κυττάρων με βάση το Laser Tweezer βοήθησε τους επιστήμονες να δημιουργήσουν έναν χάρτη υψηλής ανάλυσης του κυττάρου, με περισσότερες λεπτομέρειες από ό, τι θα μπορούσαν να έχουν δημιουργήσει άλλες προσεγγίσεις.Οι τσιμπιδάκια λέιζερ εξακολουθούν να είναι μια καυτή περιοχή έρευνας, με ατρόμητες ομάδες στο Berkeley, το Stanford, το MIT και πολλά άλλα πανεπιστήμια που εκμεταλλεύονται τις ερευνητικές δυνατότητες που προσφέρει η τεχνολογία.