Físicos crean un rayo tractor láser reversible

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Físicos crean un rayo tractor láser reversible
Físicos crean un rayo tractor láser reversible

Los físicos han construido un rayo tractor de láser que puede tanto repeler y atraer objetos a través de distancias 100 veces más lejos que lo que se había logrado antes.

Un “rayo tractor innovador”, hecho de un rayo láser hueco (un brillante láser alrededor de los bordes y hueco en el centro), fue capaz de mover partículas de 0,2 mm de diámetro en distancias de hasta 20 cm (7,87 pulgadas) – alrededor de 100 veces más lejos de lo que se ha logrado en los experimentos anteriores.

“La demostración de un haz láser de gran escala como este es una especie de santo grial para los físicos de láser”, dijo el profesor Wieslaw Krolikowski de la Escuela de Investigación de Física e Ingeniería en la Universidad Nacional de Australia.

Experimentos previos, como los llevados a cabo por la Universidad de St Andrews, han utilizado el movimiento de los fotones para propulsar partículas a nivel microscópico. El Experimento del ANU, sin embargo, utiliza el láser de manera diferente: en lugar del impulso de fotones, el equipo utilizó el calor.

Krolikowski et al, Nature Photonics
Krolikowski et al, Nature Photonics

 

El equipo atrapó partículas de vidrio huecas recubiertas de oro microscópico en el centro oscuro del haz de láser. La energía del láser viaja a través de la superficie de la partícula, donde es absorbido. Esto crea puntos de acceso; cuando las partículas de aire chocan con estos puntos de acceso, que se calientan y disparan lejos de la partícula; a su vez, la partícula luego retrocede en la dirección opuesta.

Entonces, para dirigir la partícula, el equipo controla cuidadosamente la polarización del haz de láser para calentar la porción deseada de la superficie de la partícula.

“Hemos ideado una técnica que puede crear estados inusuales de polarización en el rayo láser en forma de rosca, como en forma de estrella (axial) o de anillo polarizado (azimutal),” dijo el Dr. Cyril Hnatovsky, de la ANU. “Podemos pasar sin problemas de una polarización a otra y por lo tanto dejar la partícula o invertir su dirección a voluntad.”

Esta técnica tiene una gran cantidad de potencial: es versátil, ya que utiliza sólo un único haz de láser. Las aplicaciones prácticas podrían incluir el control de la contaminación atmosférica, o la recuperación de partículas diminutas, delicadas o peligrosas para el muestreo. También podría ser ampliado para usos más grandes.

“Debido a que los láseres conservan su calidad de haz para distancias tan largas, esto podría funcionar en metros. Nuestro laboratorio no era lo suficientemente grande como para demostrarlo,” dijo el co-autor Dr. Vladlen Shvedov.

 

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