მიკრო და ნანო ობიექტებზე მანიპულაციების ჩატარება ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ტექნიკური პრობლემაა. ამჟამად მცირე ობიექტების სამართავად ძირითადად იყენებენ გარემოს (გაზის ან სითხის) მოძრაობას, ან გარე ველებს. არსებობს ასევე ე.წ. ოპტიკური პინცეტები, თუმცა მათი გამოყენება შეზღუდულია.

ჩინელი მეცნიერების ახალ შრომაში რომელიც 2017 წლის 23 იანვარს ჟურნალმა Physical Review Letters გამოაქვეყნა ნაჩვენებია, რომ ოპტიკური ძალებით შესაძლებელია საკმაოდ დიდი ობიექტის - ოქროს ფირფიტის მართვა. შეიძლება ასევე ამ სისტემაში ქანქარის ტიპის ობიექტის შექმნა და სინათლის ენერგიის მექანიკურ ენერგიაში გადაყვანა.

ექსპერიმენტში იყენებდნენ წამახვილებულ ოპტიკურ-ბოჭკოვან კაბელს, რომელზეც ათავსებდნენ ოქროს მცირე ფირფიტას. კაბელში ატარებდნენ ზეფართო სპექტრის (სუპერკონტინუუმი) სინათლეს, რომელიც ანათებდა ბოჭკოვანი კაბელის მახვილი წვეროდან. სისტემაში წარმოიქმნებოდა ერთროულად 2 ძალა, რომელიც იწვევდა ფირფიტის რხევას.

პირველი ძალა ესაა ფოტონების განათებულ ობიექტზე დაცემით გამოწვეული ჩვეულებრივი ოპტიკური წნევა. მეორე ძალა კი გამოწვეულია ე.წ. ფოტოფორეზის (Photophoresis) ეფექტით. ოპტიკური კაბელის წამახვილებული ფორმის გამო მისი წვერო მეტად თბებოდა, რაც იწვევდა კაბელზე განთავსებული ოფროს ფირფიტის და შესაბამაისად მასთან კონტაქტში მყოფი ჰაერის ფენის არათანაბარ გათბობასა. ფირფიტის უფრო ცხელ ნაწილთან ჰაერის სითბური მოძრაობა უფრო ინტენსიური იყო რაც იწვევდა ამ მხრიდან ჰაერის წნევის გაჩენას. მეცნიერებმა აღწერეს თუ როგორ ხდებოდა ამ ორი ძალის ზემოქმედებით ოქროს ფირფიტის პერიოდული მოძრაობა.

სტატიაში აღნიშნულია, რომ ორივე ძალა ადრეც დაუფიქსირებიათ ექსპერიმენტულად, თუმცა აქამდე ჯერ ვერავინ მოახერხა, რომ მათ ემოქმედათ ერთმანეთის საპირისპირო მიმართულებით და თანაც საკმარისად ძლიერები ყოფილიყვნენ, რათა მიკრონის ზომის ობიექტების გადაადგილება შესძლებოდათ. ჩინელ მეცნიერებს იმედი აქვთ, რომ მომავალში მათი კვლევების საფუძველზე შესაძლებელი გახდება ოპტიკური მიკროძრავების შექმნა.

წყარო:

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.043601