Inspirados en Star Trek y las películas de ciencia ficción, científicos británicos de la Universidad de Saint Andrews, en Escocia, y checos del Instituto de Instrumentos Científicos (ISI) en la República Checa han desarrollado un rayo tractor, capaz de atraer y mover objetos generando un campo óptico especial que invierte de manera eficiente la presión de radiación de la luz proporcionando una fuerza negativa que actúa atrayendo partículas.
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.
Normalmente, cuando la materia y la luz interactúan, el objeto sólido es empujado por la luz llevándolao en el flujo de fotones. Esta fuerza de radiación fue identificada por primera vez por Johanes Kepler al observar que las colas de los cometas se alejaban del sol.
Durante años recientes, los investigadores se han dado cuenta de que mientras que este es el caso para la mayoría de los campos ópticos, hay un espacio de parámetros cuando esta fuerza se invierte.
Los científicos de St Andrews y el ISI han demostrado ahora la primera realización experimental de este concepto junto con aplicaciones de la fotónica biomédica (permitiendo, por ejemplo, la clasificación de las macromoléculas, orgánulos y células) y otras disciplinas.
La aparición de una fuerza negativa es específica de las propiedades del objeto, tales como tamaño y composición. Esto permite la clasificación óptica de micropartículas en un dispositivo simple y barato.
“Todo el equipo ha pasado varios años investigando diferentes configuraciones de entrega partículas de luz. Estoy orgulloso de nuestros resultados, ya que fueron reconocidos en este entorno tan competitivo y estoy con ganas de nuevas experiencias y aplicaciones. Es un momento muy emocionante”, dijo Pavel Zemanek del ISI.
“Las aplicaciones prácticas podrían ser muy grandes, muy emocionantes. El rayo tractor es muy selectivo en las propiedades de las partículas sobre las que actúa, por lo que podría recoger partículas específicas en una mezcla. Eventualmente, esto se podría utilizar para separar las células blancas de la sangre,”dijo Tomas Cizmar, líder del equipo, de la Escuela de Medicina de St. Andrews.
Mientras que los investigadores esperan que esta tecnología de rayo tractor será útil en el campo de la medicina, no renuncian al objetivo de utilizar el rayo para capturar y transportar objetos grandes como naves espaciales, aunque desafortunadamente hoy en día esto necesitaría una gran cantidad de transferencia de energía que a escala microscópica no causa ningún problema, pero en escala macro causaría enormes problemas produciendo una enorme cantidad de calor en el objeto, pero al parecer van por el camino correcto para lograrlo.
Referencia: Nature