Traktorstrålen er nu virkelighed: Skotsk laser trækker i partikler

Illustration: University of St. Andrew

Forestil dig at kunne fiske med en laserstråle. At hive torsk i land uden snøre, kun båret af lysets kraft.

Der er vi ikke helt endnu, men forskere fra University of St. Andrew, Skotland, har arrangeret en laserstråle, så den gør det samme i mikroskopisk skala: Traktorstrålen, der ellers bedst kendes fra science fiction-film, er blevet til funktionel virkelighed.

Omend den kun virker i mikroskopisk skala og i et helt specielle omgivelser, så spår forskerne bag, at den, allerede som den er nu, har store anvendelsespotentialer inden for biomedicinsk fotonik og generel sortering i mikroskala. Yderligere forklaring følger.

En kunstners fortolkning af traktorstrålen. Illustration: University of St. Andrew

Det er et forskningssamarbejde mellem Dr. Tomas Cizmar, forsker på School og Medicine, St. Andrew, og to tjekkiske forskere, dr. Oto Brzobohaty og professor Pavel Zemanek, begge fra Institut of Scientific Instruments, der fandt ud af at lave et optisk felt, der effektivt vender lysets kraft i modsat retning.

At lyset har en masse, en kraft, og dermed lægger et tryk på solide objekter, som det rammer, har man vidst siden Keplers tid, da han gav Solen skylden for, at kometers haler hælder væk fra Solen.

Den er den kraft, forskergruppen udnytter, når de i deres forsøgsopstilling får en grøn laser til at generere en modsatrettet kraft, der derfor tiltrækker molekyler.

Sådan virker traktorstrålen

Traktorstrålen virker som sagt - indtil videre - kun i mikroskopisk skala og i en unik forsøgsopstilling:

En grøn Verdi V5-laser udsender en gaussisk stråle, dvs. en stråle, der indrettet efter en matematisk formel, så den er mest intens på en bestemt afstand, og over den afstand ville sakse over og igen blive mindre intens.

Læs også: Lysstrålen der suger genstande til sig kan blive virkelighed

Inden strålen går igennem den opløsning med partiklerne, som traktorstrålen skal tiltrække, sendes laserstrålen gennem en linse og en dielektrisk sfære, der polariserer strålen.

I 'bunden' af opløsningen er endnu sfære, der polariserer laseren og reflekterer halvdelen af den tilbage mod kilden.

Det gør, at den gaussiske stråle interfererer med sig selv og danner en stående bølge. Baseret på parametre som et bevægeligt spejls placering, linsen og partiklerne i opløsningens størrelse, vil den stående bølge danne en kraft, baseret på energien i den stående bølge, som er rettet tilbage mod kilden, og derfor opfører laseren sig som en stråle, der trækker. Deraf navnet, traktorstråle.

Afhængigt af bølgelængden vil traktorstrålen have effekt på forskellige størrelser af objekter, og derfor kan den tunes til at hive i individuelle partikler og molekyler.

'Det spændende aspekt er, at den negative kraft indtræder ved objekters meget specifikke egenskaber som størrelse og sammensætning. Det muliggør optisk sortering af mikro-objekter med en simpel og billig metode,' skriver University of St. Andrew i sin pressemeddelelse.

Læs også: Australske forskere bringer traktorstrålen ud af biografmørket

For to år siden påstod australiere at have opfundet den første traktorstråle, som var en hul laserstråle, der transporterede mørklagte partikler gennem dens midte. Men tjekkerne og skotterne påstår, at deres er den første rigtige traktorstråle, da det ifølge dem er første gang, en stråle tiltrækker partikler.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Traktorstråle - Kender dette ord fra en StarWars film. Troede det var den danske oversættelse i teksterne den var galt med :-)

  • 0
  • 0

jeg mindes kreative "oversættelser" i spil og film på det punkt.

fx "traktorstang" og "traktorbjælke"

  • 0
  • 0

Er det lystryk, eller er det fordampning, som er årsag til at strålen trækker?

Lyset kan skubbe på de små partikler, med sit lystryk.

Kraftig lys, der opheder partikler, kan medføre en delvis opvarming af partiklerne, således at de opvarmede partikler udøver et tryk på de resterende - altså, trykket skyldes fordampning, af nogle af partiklerne, og at de sendes bort ved stor hastighed.

Hvad er årsagen i tilfældet her? Lystryk, eller en fordampning, hvor nogle få partikler forlader de andre, og derved skubber til?

Hvis det er fordampning, så kan effekten måske blive så kraftigt, at den kan bruges som sugerør, til at suge vand, eller olie, op fra en sø.

  • 0
  • 0

Der snakkes om masse og kraft, men hvad med energien - det er dog denne og energiens egenskaber der er baggrunden for traktorstrålens effekt.

  • 0
  • 0

Traktorstråle - Kender dette ord fra en StarWars film. Troede det var den danske oversættelse i teksterne den var galt med :-)

Næh den var god nok. Til gengæld måtte journalisten godt have oversat "solid" til "massiv" eller "fast".

  • 0
  • 0

En traktorstråle alene, kan trække partikler til sig, men de bliver ikke nødvendigvis holdt fast i strålen. Derimod, en hul laserstråle, holder partiklerne fast. Men trækker dem ikke nødvendigvis ind.

Det ideelle, må være en kombination af hul laserstråle og traktorstråle, således at den hule laserstråle, sikrer at partiklerne holdes fast i strålen, og skubbes ind mod strålens midte.

  • 0
  • 0

"... sendes laserstrålen gennem en linse og en dielektrisk sfære, der polariserer strålen" Er laserlys ikke netop polariseret i forvejen, eller har jeg misforstået noget her?

  • 0
  • 0

Og Jimmy, lyset har heller ingen vandremasse. Ved emmisionen opstår energien, hvor fotonen er dannet over formationslængden. Energien afhændes ved absorptionen ved den omvendte formationslængde.

  • 0
  • 0

Hvis der en dag kommer en teknologi som denne på markedet, bare i meget større skala, vil det komme til at... ændre... en hel del inden for både videnskab og industri. Gad vide om den også kan erstatte ideen med at bruge atomvåben mod en indkommende asteroide?

Det er lidt sært at være vokset op med "traktorstråler" som et rent sci-fi begreb, og alle sagde at det aldrig kunne lade sig gøre... og nu har man pludselig en miniature der kan trække i meget små ting, men stadig en reel traktorstråle. Det er endnu en af de ting man nok aldrig havde regnet med ville blive til noget.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten