Wenn Licht auf Ihre Hand trifft, spüren Sie nichts als einen Temperaturanstieg. Tatsächlich kann Licht Objekte bewegen. Und vorher war es nur ein bestimmter Lasertyp. Aber nicht jetzt.
Bereits 1970 beschrieb der Physiker Arthur Eshkin die ersten Prinzipien der Wirkung von Licht auf Objekte und erhielt 2018 den Nobelpreis "für die Erfindung optischer Pinzetten und deren Anwendung in biologischen Systemen". Aber jetzt haben Wissenschaftler aus Südafrika dieses Projekt abgeschlossen und es ist viel vielseitiger geworden.
In gewöhnlichen optischen Fallen wird Licht extrem eng auf ein kleines Volumen fokussiert, das eine kleine Anzahl von Partikeln enthält, beispielsweise biologische Zellen. Auf einer solchen Mikro- oder Nanoebene kann die von den Lichtstrahlen ausgeübte Kraft äußerst bedeutend sein, und daher können die Zellen buchstäblich vom Licht erfasst werden, wonach es möglich ist, sie zu steuern. Zunächst wurde das Licht mechanisch gesteuert, dann wurde das Projekt abgeschlossen, wodurch eine holographische optische Falle entstand. Bisher konnten jedoch nur bestimmte Arten von Laserstrahlen verwendet werden.
Jetzt haben Forscher der Universität Witwatersrand gezeigt, wie es möglich ist, jedes Lichtmuster holographisch zu erzeugen und zu steuern und dieses Licht dann in neuen optischen Fallen und Pinzetten zu verwenden.
Insbesondere kann das Gerät sowohl mit herkömmlichen Laserstrahlen (Skalarstrahlen) als auch mit komplexeren Vektorstrahlen arbeiten, die zuvor einfach nicht zu verwenden waren.
Die Forscher demonstrierten eine neue Falle, indem sie sowohl Skalar- als auch Vektorstrahlen in einem einzigen Gerät holographisch kontrollierten. Ein solches Gerät kann bei Experimenten mit Mikro- und Nanowelten, bei der Untersuchung einzelner Zellen und der Medizin, der Grundlagenphysik und bei der Herstellung zukünftiger Computerchips nützlich sein.
