Леви Нойкирх (Levi Neukirch) из Рочестерского университета (США) совместно с группой коллег впервые продемонстрировал левитирование наночастиц алмазов в вакууме с использованием всего двух лазерных лучей. Такой метод контроля микроскопических объектов дает надежду на создание особо чувствительных сенсоров, способных точно определить массу и импульс даже для наночастиц.

Хорошо известно, что световое давление на тот или иной предмет может достигать значительных величин – особенно если луч, давящий на тело, является когерентным и достаточно мощным. Однако в нормальных земных условиях это не позволяет удерживать в воздухе какие-либо объекты – как это можно сделать с помощью, например, магнитной левитации. Дело в том, что в воздухе любой предмет постоянно подвергается ударам молекул окружающего его газа, причем импульс от этих ударов направлен в разные стороны, и компенсировать его вовремя, меняя силу и направление лазерного луча, практически невозможно. Меж тем удержание в воздухе крошечных нанообъектов представляется крайне перспективным методом измерения их массы и импульса – без чего затруднительно себе представить дальнейшее развитие целого ряда нанотехнологических приложений.

Для своего опыта Леви Нойкирх использовал вакуумную среду, где соседние молекулы не оказывают влияния на наночастицы. При этом случайные колебания объекта все равно неизбежны – ведь любой вакуум не является полным, и находящиеся в нем тела все равно повергаются крошечным по своей силе сторонним воздействиям. Чтобы вовремя компенсировать их действие, уменьшая или увеличивая силу поддерживающего частицу лазерного луча, нужен метод точного измерения колебаний наноалмаза.

Для этого Нойкирх использовал второй лазерный луч, работающий на такой длине волны, которая поглощается так называемыми азотными вакансиями (местами, где включения азота нарушают однородную структуру алмаза). После поглощения света эти регионы наноалмаза переизлучают свет с большей длиной волны. Регистрируя его, группа Нойкирха получает полное представление о колебаниях наночастицы. По мере получения этой информации экспериментальная установка компенсирует эти колебания, изменяя силу излучения первого лазера, поддерживающего частицу, парящую в пустоте.

В перспективе Леви Нойкирх надеется добиться полной лазерной компенсации всех колебаний наночастиц. Это позволит применять подобную систему для изучения квантовой механики, где физические законы, управляющие частицами обычных размеров, не действуют и закономерности поведения объектов сильно отличаются от тех, что известны нам по макроскопическим объектам.

Интимный Surprise Box

Очищающая салфетка