Vědci vytvořili reverzibilní tažný paprsek

Vlečný paprsek, který známe například z televizního seriálu Star Trek, se ještě donedávna zdál být výtvorem čiré fantazie, patřícím výhradně do domény sci-fi. Vlečný či tažný paprsek je opravdu v přírodě či obecně v reálném světě něco neobvyklého. Pokud namíříme na nějaký objekt běžný zdroj zvukových nebo světelných vln, vyvoláme tlak, který bude daný objekt odtlačovat, tedy odpuzovat směrem od zdroje vlnění. Vědcům se však v poslední době daří tvořit fungující a sofistikované technologické pomůcky, které jsou do jisté míry analogií tohoto fantastického nástroje. Proto se pojem tažný (vlečný) paprsek začíná v posledních letech používat i ve fyzice. Pomocí speciálních zdrojů laserového světla totiž můžeme „uchopit” drobné částečky hmoty a postupně jimi řízeně posunovat v prostoru, přesněji řečeno zatím jen v hmotném prostředí jako je voda nebo vzduch. Někdy se v oblasti optiky také říká příslušnému tažnému paprsku specificky „optické kleště”.

Fyzikové z Australské národní univerzity nyní vytvořili speciální “dutý” laserový paprsek, která má větší dosah a větší operační schopnosti, než bylo dosud běžné. Podařilo se jim pomocí něj manipulovat s drobnými částicemi skla, pokrytými vrstvou zlata, až na vzdálenost 20 centimetrů, což je asi 100krát více, než se jim doposud dařilo. “Dutý” laserový paprsek nese největší intenzitu světelné energie na svém okraji a prakticky nulovou intenzitu má ve svém středu. Jeho zvláštností jsou navíc speciální stavy polarizace daného světla (například hvězdicovitý nebo kruhově polarizovaný), které právě umožňují měnit schopnosti paprsku z tažné na tlačnou a zpět. Konkrétní tlaková síla se ovšem nerealizuje přímo pomocí fotonů, ale řízeným zahříváním molekul vzduchu na různých stranách manipulovaného objektu.

Pomocí speciálních zdrojů laserového světla můžeme "uchopit" drobné částečky hmoty a postupně jimi řízeně posunovat v prostoru|foto: Nature Photonics

Podle vědců by tato metoda mohla být použita nejen při manipulaci s drobnými částicemi v laboratořích či nanotechnologických továrnách (zde šlo o částice o průměru asi jedné pětiny milimetru), ale také k aktivnímu filtrování vzduchu, pokud jde o znečistění drobnými aerosolovými částečkami. V nejbližší době bude možné na stejném principu dutého laserového paprsku vytvořit aparaturu, která bude schopna podobných operací i na vzdálenost několika metrů.

Zdroje: Science Alert, Phys.Org 1, Phys.Org 2, CNet, SpaceRef, Controlled Environments, Nature Photonics