Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
В ГИБДД планируют внести изменения в правила сдачи экзамена на права
Акции "РусАла" взлетели на Гонконгской бирже
"Большая семерка" заявила о возможности ужесточения санкций против России...
СМИ рассказали о плане Путина по повышению уровня жизни россиян
В Торонто фургон наехал на пешеходовВ Торонто фургон наехал на пешеходов
В МИД прокомментировали доклад Госдепа по правам человекаВ МИД прокомментировали доклад Госдепа по правам человека
Президент Армении принял отставку правительства
Врио главы правительства Армении стал вице-премьер Карен Карапетян
Премьер Армении подал в отставкуПремьер Армении подал в отставку
В Армении освободили лидера акций протестовВ Армении освободили лидера акций протестов
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
В ГИБДД планируют внести изменения в правила сдачи экзамена на праваВ ГИБДД планируют внести изменения в правила сдачи экзамена на права
Рубль уверенно растет на фоне отсрочки введения новых санкцийРубль уверенно растет на фоне отсрочки введения новых санкций
Конституционный суд разрешил магистрантам получать отсрочку от армииКонституционный суд разрешил магистрантам получать отсрочку от армии
В Кремле прокомментировали ситуацию с TelegramВ Кремле прокомментировали ситуацию с Telegram
Роскомнадзор опроверг данные о сбоях из-за блокировки подсетей AmazonРоскомнадзор опроверг данные о сбоях из-за блокировки подсетей Amazon
В кузбасском управлении МЧС прошли обыски по делу о пожаре в "Зимней Вишне"В кузбасском управлении МЧС прошли обыски по делу о пожаре в "Зимней Вишне"...
Учительница в Стерлитамаке пыталась защитить детей от нападавшего школьникаУчительница в Стерлитамаке пыталась защитить детей от нападавшего школьника...
Российские военные нашли в сирийской Думе склад веществ для производства химоружияРоссийские военные нашли в сирийской Думе склад веществ для производства...
Павел Дуров получил британское гражданствоПавел Дуров получил британское гражданство
Собчак сообщила, что на нее напали в центре МосквыСобчак сообщила, что на нее напали в центре Москвы
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 25 июля 10:30: На МУЗ-ТВ новая звездная ведущаяНа МУЗ-ТВ новая звездная ведущая

Новость: 17 августа 14:48: Певица Рианна создала коллекцию носков со своим изображениемПевица Рианна создала коллекцию носков со своим изображением


 Заплатим за ваше мнение!
Получайте до 1,5 долларов за каждую заполненную анкету!



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
1 октября, 09:42

С помощью света можно перемещать предметы

Новости науки и техники: С помощью света можно перемещать предметы
Три шотландских физика научились с помощью света перемещать предметы по кривым траекториям. При этом сам источник света стоит неподвижно. Принцип можно применять для очистки жидкостей от небольших частиц - например, бактерий.

Но для самих физиков это первое практическое применение красивейшего оптического явления - пучка Эйри.

Захватывать и удерживать небольшие непроводящие частицы силой электромагнитных волн учёные научились ещё в 70-х годах прошлого века. С тех пор методика "лазерных щипцов", или "оптического пинцета", как её иногда называют, значительно продвинулась вперёд и нашла применение не только в физических лабораториях, но и в химии, биофизике, структурной и молекулярной биологии и многих других науках.

Например, биологи могут с помощью оптических ловушек перемещать клетки под объективом микроскопа. А химики - растянуть цепочку молекулы ДНК, концы которой закреплены на двух стеклянных шариках, и в деталях изучить, какими свойствами обладают её отдельные участки. Или же - хоть чисто ради интереса - измерить, какую силу надо приложить, чтобы разорвать молекулу на части (если вам тоже интересно - примерно полнаноньютона, это вес пылинки размером в пару микрон).

Однако во всех указанных случаях частицы удерживаются в фокусе сфокусированного объективом лазерного пучка, и для их перемещения нужно либо наклонять объектив - для перемещения из стороны в сторону, либо изменять фокусное расстояние - для коррекции глубины. В принципе, двигать пылинки или клетки можно и неподвижным лучом - свет оказывает небольшое давление на частицы. Но двигаться они будут исключительно вдоль луча, разгоняемые его давлением (know how "лазерных щипцов" - фокусировка пучка - для того и предназначена, чтобы остановить это движение). Лучи же света обычно прямые.

Однако есть и исключения. Хотя электромагнитные колебания распространяются по прямым - не верьте сообщениям о "завязанных в узлы" лучах света - это утверждение относится лишь к потоку энергии в луче. Но для удержания частиц важен не поток световой энергии, а то, насколько её плотность меняется от точки к точке. В фокусе лазерного пучка она максимальна, потому частички и держатся здесь, чуть отодвинутые от самого центра давлением излучения.

Чтобы добиться перемещения света по кривой, двое молодых физиков - Йорг Баумгартль, Майкл Мазилу - и их руководитель Кишан Дхолакия воспользовались одним из "оптических чудес" - пучками Эйри.

В пучке Эйри отдельные световые волны также распространяются по прямой, однако их относительные фазы и амплитуды подогнаны так, что максимум энергии в пространстве вырисовывает постоянную во времени кривую параболической формы. За основной кривой следуют несколько побочных, которые послабее. Поскольку сами электромагнитные волны распространяются всё-таки по прямым, уходя в сторону от парабол, плотность энергии в кривом пучке падает с удалением от источника.

Проблема только в том, что истинный пучок Эйри создать невозможно. Любой ограниченный по краям поток света - будь то луч фонарика или самого совершенного лазера - всегда расходится. Конечно, лазер меньше, а фонарик больше, но расходимость есть всегда. Причина этого в самой природе света, который есть не что иное, как электромагнитные колебания, бесконечное взаимопревращение поддерживающих друг друга электрических и магнитных колебаний.

Бесконечно широкие пучки света - притом с очень чётко подогнанными значениями фазы и амплитуды колебаний поля по всему профилю пучка - могут существовать, не меняясь со временем. Существуют даже два типа таких решений уравнений. Одно из них - так называемые пучки Бесселя, которые двигаются по прямой, а другой - упомянутые пучки Эйри. Вот только бесконечно большой у них должна быть не только ширина, но и энергия. А все "приближённые" пучки со временем всё-таки будут расходиться, хотя и гораздо медленнее, чем лучи обычных лазеров и уж тем более фонариков.

Лишь в прошлом году физики Деметрий Хирстодулидес и Аристид Догариу из Университета Центральной Флориды сначала теоретически обосновали оптимальное такое приближение, а затем и реализовали его на практике. Вместе с коллегами они направили луч лазера на массив из полумиллиона крохотных жидкокристаллических пикселов, коэффициенты отражения и преломления которых были настроены таким образом, чтобы на выходе получился приближённый пучок Эйри. Результаты показали, что ведёт он себя точно так, как предсказывает теория.
Руководитель шотландской группы Университета им. апостола Андрея в Шотландии профессор Кишан Дхолакия уже прославился работой по экспериментальному созданию "лазерных щипцов" на основе пучков Бесселя. Неудивительно, что нечто подобное ему захотелось реализовать и в случае пучков Эйри. Вместе со своими коллегами Йоргом Баумгартлем и Майклом Мазилу он повторил достижение двух американских греков и приспособил получившийся искривлённый "луч" для перемещения объектов по кривой. Результаты этой работы приняты к публикации в Nature Photonics.

В качестве объектов выступали крохотные, диаметром всего полтора микрона стеклянные шарики, порошок которых он развёл в воде, получив "стеклянную суспензию". Слой этой суспензии толщиной всего 0,1 миллиметра учёные налили в крохотный бочонок шириной в несколько десятков микрон. Через его прозрачное дно они пропустили пучок Эйри, предварительно сжатый в 100 раз для увеличения плотности энергии.

Светового потока 25-милливатного аргонного лазера оказалось достаточно, чтобы поднять частицы над поверхностью, а искривлённая форма пучка направила движение частиц в заданном направлении. За пару минут все стеклянные шарики из одного сектора бочонка были переброшены в другой. Посмотреть на первые полминуты этого процесса можно на видеоролике, предоставленном "Газете.Ru" авторами.

Правда, полностью очистить сектор не удалось - физически сектора ничем не разделены, и стеклянные шарики продолжали прибывать в "эвакуируемый угол" со стороны соседей. Но добиться стационарного режима получилось. Чтобы удостовериться, что никакого обмана нет, Дхолакия и его коллеги развернули пучок наоборот и так же скоро очистили только что заполненный сектор.

"Мы явно показали, что некоторые пучки света не расползаются, а могут заворачивать за углы и даже перемещать таким образом частицы", - сказал профессор Дхолакия. А Йорг Баумгартль уверен, что эта методика обязательно найдёт применение в клеточной биологии и сортировке частиц.

Артем Тунцов
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
http://www.gazeta.ru
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
В Кремле прокомментировали ситуацию с Telegram

6 апреля 13:04
Роскомнадзор подал иск о блокировке Telegram

6 апреля 11:04
С Байконура стартовала ракета "Союз-ФГ" с пилотируемым кораблем

21 марта 22:04
В Пентагоне признали бессилие США перед российским гиперзвуковым оружием

21 марта 05:04
Российские крылатые ракеты не станут причиной отказа от авианосцев, заявили в США

7 марта 23:04
Путин рассказал, как разрабатывалось новое российское оружие

5 марта 15:04
Россия и Китай подписали соглашение по исследованию Луны и дальнего космоса

3 марта 14:04
В Минобороны подсчитали число ракет, которые США развернут у границ России

3 марта 00:04
В ближайшее время РВСН получат несколько ракет "Сармат"

2 марта 18:04
США испытают гиперзвуковое оружие в следующем году

2 марта 10:04
"Союз МС-06" вернулся на Землю

28 февраля 06:04
В архипелаге Новая Земля образовался еще один остров

13 февраля 18:04
Запись последнего полета Ан-148 уцелела, заявили в МАК

13 февраля 14:04
На Байконуре перенесли пуск ракеты "Союз-2.1а"

11 февраля 13:04
Глава "Ростеха" допустил возможность продажи С-400 США

11 февраля 03:04
Центральный ускоритель новой ракеты Falcon Heavy разбился при посадке

7 февраля 06:04
Сверхтяжелая ракета Falcon Heavy отправилась в первый полет

7 февраля 01:04
В США признали преимущество России по системам ПВО и высокоточному оружию

4 февраля 11:04
Ракета "Союз-2.1а" стартовала с космодрома Восточный

1 февраля 06:04
Испытание американской противоракеты на Гавайях окончилось неудачей

1 февраля 00:04
Су-27 перехватил американский самолет-разведчик у границы России

29 января 23:04
В Совфеде прокомментировали обвинения британских спецслужб в адрес министра обороны

29 января 07:04
NI рассказал об ответе США на новые российские вооружения

27 января 02:04
Путин предложил создать гражданский сверхзвуковой самолет на базе Ту-160

25 января 15:04
Путину показали полет нового бомбардировщика "Петр Дейнекин"

25 января 14:04
Россия ведет переговоры о продаже С-400 на Ближний Восток и в Юго-Восточную Азию

23 января 07:04
Источник сообщил о планируемой утилизации двух крупнейших в мире российских подлодок

19 января 05:04
Источник сообщил о планируемой утилизации двух крупнейших в мире подлодок

19 января 04:04
Автомобили проекта "Кортеж" появятся в свободной продаже в 2019 году

16 января 21:04
США собираются увеличить количество ядерного оружия для "сдерживания" России

13 января 00:04
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 939
 Главная новость дня Главная новость дня 
В ГИБДД планируют внести изменения в правила сдачи экзамена на права
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Заключить под стражу предпринимателей теперь станет сложнее. Заключить под стражу предпринимателей теперь станет сложнее.
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Актер Шайя ЛаБаф лечится от алкогольной зависимости
Вуди Харрельсон бросил курить траву
Шаляпин и Копенкина снова живут вместе
Опубликованы ранние снимки Дэвида Боуи (фото)
Анджелина Джоли с детьми переехала в новый дом
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ