Optické kleště

Vlečný nebo tažný světelný paprsek je smyšlená rekvizita z některých sci-fi příběhů. Např. v seriálu Star Trek jím může jedna kosmická loď přitáhnout nebo držet jinou loď. V realitě je ovšem situace jiná, paprsky světla takové vlastnosti nemají. V poslední době se ale vědcům přesto daří analogii vlečných paprsků vytvářet. Pomocí složitých soustav zdrojů laserového světla jsou totiž schopni drobné částečky hmoty jakoby "uchopit" a postupně jimi v prostoru řízeně posunovat.

Jednotlivý paprsek světla hmotné částice pouze odpuzuje, protože na ně působí jeho světelný tlak. Pokud ale máme k dispozici několik speciálně vyladěných laserových svazků, můžeme vytvořit tzv. optické kleště. Doposud vědci byli schopni pomocí těchto optických kleští manipulovat s částicemi o velikosti bakterie. Posunovali je na vzdálenosti zhruba do jednoho centimetru. Nyní vědci z Australské národní Univerzity zaznamenali velký pokrok – jejich nové optické kleště dokázaly posunovat stokrát většími částečkami ze skla, a to až na vzdálenost 1,5 metru. Tato vzdálenost byla přitom omezena rozměrem stolu, na kterém byly lasery rozmístěny. Teoreticky by bylo možné zvětšit velikost posuvu až na 10 metrů.

Metoda australských vědců má několik zvláštností. Použité laserové svazky jsou duté a využívají lokálního rozdílu mezi silami v takto vzniklém světelném poli. V tomto procesu mechanického přesouvání částic vědci vlastně využívají jemných rozdílů v teplotě vzduchu v rámci operační oblasti paprsků. Z toho plyne, že metodu lze použít jen v oblasti atmosféry Země, nikoliv ve vzduchoprázdném kosmickém prostoru. Dutý laserový paprsek totiž ohřeje vzduch kolem malého objektu, zatímco vnitřek paprsku bude relativně studený. Molekuly horkého vzduchu pak drží objekt uvnitř chladné a tmavé oblasti. Malá část světla se však rozptýlí i dovnitř dutého paprsku a tato složka pak vyvolá posuv drobného objektu podél linie paprsku. Pomocí změny intenzity paprsku pak mohou vědci měnit rychlost i směr tohoto posuvu. Praktické využití tohoto jevu bude např. v jemné bezkontaktní manipulaci s malými částicemi nebo objekty v laboratořích.