Metode til væsentligt at øge den optiske kraft

Lys består af en strøm af fotoner. Hvis to bølgeledere – kabler til lys – er side om side, de tiltrækker eller frastøder hinanden. Interaktionen skyldes den optiske kraft, men effekten er normalt ekstremt lille. Fysikere ved Chalmers University of Technology og Free University of Bruxelles har nu fundet en metode til at øge den optiske kraft markant. Metoden åbner nye muligheder inden for sensorteknologi og nanovidenskab. Resultaterne blev for nylig offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve .

At få lys til at opføre sig på en helt ny måde, forskerne har studeret bølgeledere lavet af et kunstigt materiale for at narre fotonerne. Det specialdesignede materiale får alle fotonerne til at bevæge sig til den ene side af bølgelederen. Når fotonerne i en nærliggende bølgeleder gør det samme, en samling fotoner samler sig pludselig meget tæt. Dette øger kraften mellem bølgelederne op til 10 gange.

"Vi har fundet en måde at narre fotonerne, så de klynger sig sammen på indersiden af ​​bølgelederne. Fotoner foretrækker normalt ikke venstre eller højre, men vores metamateriale skaber præcis den effekt, " siger Philippe Tassin, Lektor ved Institut for Fysik på Chalmers Tekniske Universitet.

Philippe Tassin og Sophie Viaene på Chalmers og Lana Descheemaeker og Vincent Ginis på Free University of Brussels har udviklet en metode til at bruge den optiske kraft på en helt ny måde. Det kan, for eksempel, bruges i sensorer eller til at drive nanomotorer. I fremtiden, sådanne motorer kan bruges til at sortere celler eller adskille partikler i medicinsk teknologi.

"Vores metode åbner nye muligheder for brugen af ​​bølgeledere i en række tekniske anvendelser. Det er virkelig spændende, at menneskeskabte materialer kan ændre de grundlæggende egenskaber ved lysudbredelse så dramatisk, " siger Vincent Ginis, adjunkt ved Institut for Fysik ved Det Frie Universitet i Bruxelles.