Creado en miniatura el rayo tractor de Star Trek

Artículo publicado por Fiona McLeod el 25 de enero de 2013 en la Universidad de St. Andrews

Dentro del sistema experimental, el haz de luz se convierte en un dispositivo de arrastre, el cual reúne objetos microscópicos igual que cuando usamos una cadena.

Un equipo de científicos de Escocia y la República Checa ha creado un rayo tractor real, como el que aparece en las películas de Star Trek, que, por primera vez, permite que un haz de luz atraiga objetos.

Aunque las técnicas de manipulación de la luz han existido desde la década de 1970, esta es la primera vez que se ha usado un haz de luz para atraer objetos hacia la fuente luminosa, aunque sea a nivel microscópico.

Rayo tractor de Star Trek

Rayo tractor de Star Trek


Investigadores de la Universidad de St. Andrews y del Instituto de Instrumentos Científicos (ISI) en la República Checa, han encontrado una forma de generar un campo óptico especial que invierte de manera eficiente la presión de radiación de la luz.

La nueva técnica podría llevar a unas pruebas médicas más eficientes, tales como el examen de muestras de sangre.

En la serie de ciencia ficción estadounidense, el rayo tractor era un método para usar un haz de luz que podía arrastrar naves y otros grandes objetos hacia la fuente luminosa.

El equipo, dirigido por el Dr. Tomas Cizmar, Miembro Investigador de la Facultad de Medicina en la Universidad de St. Andrews, junto al Dr. Oto Brzobohaty y el Profesor Pavel Zemanek, ambos del ISI, descubrieron una técnica que les permite proporcionar una fuerza “negativa” que actúa sobre minúsculas partículas.

Normalmente, cuando luz y materia interactúan. El objeto sólido se ve empujado por la luz y transportado en el flujo de fotones.

Tal fuerza de radiación se identificó inicialmente gracias a Johanes Kepler, cuando observó que la cola de los cometas apuntaba en dirección contraria al Sol.

A lo largo de los últimos años los investigadores se han dado cuenta de que aunque este es el caso para la mayor parte de los campos ópticos, hay un espacio de parámetros cuando esta fuerza se invierte.

Los científicos de St. Andrews e ISI han demostrado ahora la primera prueba experimental de esta idea, con una variedad de apasionantes aplicaciones para la fotónica biomédica y otras disciplinas.

Lo emocionante de todo esto es que la aparición de una fuerza negativa es muy específica de las propiedades del objeto, tales como su tamaño y composición.

Esto, a su vez, permite el ordenado óptico de objetos microscópicos usando un dispositivo barato y simple. Durante la pasada década, el fraccionamiento óptico se ha identificado como una de las aplicaciones biomédicas más prometedoras de la manipulación óptica, permitiendo, por ejemplo, el ordenado de macromoléculas, orgánulos o células.

Es interesante señalar que los científicos identificaron ciertas condiciones en las que, los objetos atrapados por el campo de fuerza del haz tractor, se reordenaban para formar una estructura que hacía que el haz fuese incluso más fuerte.

El Dr. Cizmar comenta: “Debido a las similitudes entre la manipulación de partículas ópticas y acústicas, prevemos que esta idea proporcionará inspiración para nuevos y apasionantes estudios en futuras áreas de estudio fuera del campo de la fotónica”.

El Dr. Brzobohaty señala que “estos métodos abren nuevas oportunidades para la fotónica fundamental, así como para aplicaciones en las ciencias de la vida”.

Según el Profesor Zemanek: “Todo el equipo ha pasado varios años investigando distintas configuraciones de transporte de partículas mediante la luz. Estoy orgulloso de que nuestros resultados se reconocieran en este competitivo entorno, y ya estoy trabajando en nuevos experimentos y aplicaciones. Es un momento muy emocionante”.


Artículo de Referencia:

http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2012.332.html

Autor: Fiona McLeod
Fecha Original: 25 de enero de 2013
Enlace Original

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Comments (4)

  1. Fandila

    Es muy interesante lo de este rayo atractor, lo que unido a la atracción-repulsión de dos rayos de luz…
    http://www.solociencia.com/fisica/09081202.htm
    constituyen dos fuerzas en la interacción electromagnética de ondas paralelas.
    Si los gluones que unen los quarks, que también se suponen de tipo electromagnético, poseen estas propiedades, sería la forma de explicar la fuerza fuerte.
    Las ondas-partícula que constituyen los quarks emitirían los gluones, gracias a su oscilación acelerada (Aceleración centrípeta) en el sentido de su traslación. Aparecerán dos tipos de emisión según el sentido de giro con frecuencias distintas (Eso definiría su color).
    El doble y denso campo gluónico alcanzará al gluón siguiente… procurándole una atracción por el primero (Atractor del artículo).
    Los dos efectos, el atractor y el de concentración o dispersión lateral (Atracción-repulsión de rayos) del tubo gluónico han de constituir el juego de fuerzas resultante para la fuerza fuerte, el equilibrio dinámico, siempre de atracción (La combinación cromodinámica con equibrio en el blanco)
    La fortaleza del campo “cilíndrico” o tubular gluónico, ha de ser muy grande por su densidad y el doble efecto atractor y colimador.

  2. reneco

    Lo que observó Johanes Kepler en los cometas es el efecto producido por el viento solar que es mas que luz, en el articulo no se especifica mediante que método se invierte la presión de luz pero esto deja las puertas abiertas a grandes avances en nanotecnología

  3. Fandila

    Lo de la inversión de la presión de luz, creo que ha de referirse a la misma onda reflejada en el objeto que interacciona con la original dando origen a nódulos en sentido inverso.

    Por otro lado referente a la atracción repulsión paralela (Transversal), sería la interacción de dos ondas de frecuencias iguales, o no, y longitudes de onda no coincidentes, ésta provocará la atracción o repulsión entre los campos eléctrico y magnético parciales en la oscilación, ssegún el “alineamiento” de fases. Acción constructiva o destructiva.
    Todo esto no pasa de ser mi teórica interpretación.

  4. Karmaikel

    No me hagais mucho caso, que yo no paso de químico y esto es más cosa de físicos, pero me parece que en la Universidad Politécnica de Valencia salió una herramienta parecida el año pasado, donde la lente óptica se generaba mediante una progresión de fractales y podía coger cosas “mucho más pequeñas”… claro que hablo de memoria seguramente no las moviera, solo las inmovilizara…

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