В Нью-Йоркском университете успешно прошёл испытания прибор, о создании которого давно мечтали поклонники научной фантастики. Притягивающий луч (tractor beam), или “оптический пинцет”, захватывает предметы вместо того, чтобы отталкивать их световым давлением.

Концепция притягивающего луча (tractor beam) в кинематографе (фото: Slashgear)

Представленный аппарат использует два луча Бесселя-Гаусса. В отличие от гипотетического луча Бесселя, они могут существовать физически и распространяться, почти не преломляясь и не рассеиваясь.

Ключевое слово здесь – “почти”, иначе бы для создания луча потребовалось бесконечно большое количество энергии.

Параметры двух лучей подбираются так, чтобы они формировали чередующиеся зоны – участки повышенной и пониженной яркости. Оказавшаяся в зоне действия частица начинает перескакивать между участками с более высокой яркостью.

Возникает оптический эффект домино: попадая в “световой коридор”, частица устремляется в направлении к его источнику. Это происходит за счёт переизлучения частицей фотонов в направлении луча и характеристик создаваемого электромагнитного поля.

В ходе испытаний таким способом захватывались микроскопические сферы диоксида кремния в воде. Передвижение составило всего 30 микрометров, но для начальной демонстрации эффекта этого вполне хватает. Работа продолжает серию успешных испытаний для разработки “оптического пинцета”, проводившихся ранее в Сингапуре и Китае.

Хотя устройство ещё не позволяет манипулировать крупными предметами, оно уже нашло практическое применение. С помощью подобной техники можно отбирать для анализа пробы частиц в условиях космоса. Эта задача актуальна для марсианских программ, научно-исследовательских миссий по изучению комет и спутников планет-гигантов.

Помимо изучения космоса, такой прибор будет интересен для медицинских исследований и разработок в области нанотехнологий. Перемещать микроскопические детали и живые клетки без риска их повреждения – крайне актуальная и пока не имеющая решения задача.