"Beam me up": Partikelfalle aus Metamaterial
Russische Wissenschaftler realisieren Science-Fiction-Szenario und bewegen Teilchen per Lichtstrahl
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Kidnapping einer Kuh per Lichtstrahl (Symbolgrafik: en.ifmo.ru/en) |
St. Petersburg (pte003/30.11.2018/06:10) Licht kann Materie bewegen, wenn auch nur ganz kleine Teilchen. Alexander Shalin von der russischen ITMO University http://en.ifmo.ru/en setzt auf Metamaterialien als "Absender" eines Lichtstrahls, der genügend Kraft hat, Partikel in Richtung Lichtquelle zu beschleunigen.
Partikel besser analysieren
Metamaterialien werden synthetisch hergestellt. Sie haben keine Vorbilder in der Natur und ihre optischen Eigenschaften unterscheiden sich von denen konventioneller Werkstoffe. Sie können beispielsweise bestimmte Zustände eines elektromagnetischen Feldes beeinflussen, das entsteht, wenn das Metamaterial mit Licht in Kontakt gerät. Damit lassen sich optische Kräfte kontrollieren, die Objekte auf der Oberfläche der Materialien beeinflussen. Umgekehrt können sie helfen, Partikel in Richtung Lichtquelle zu beschleunigen. Das beruht auf dem Prinzip der Erhaltung des Impulses, so Shalin.
2016 hatten die russischen Wissenschaftler bereits versucht, ihre Partikel mithilfe plasmonischer Wellen zu bewegen. Das sind Schwingungen von Elektronen nahe einer metallischen Oberfläche. Der Erfolg war bescheiden. Mit Metamaterialien zeichnen sich dagegen Erfolge ab. "Ungeachtet der Tatsache, dass uns diese Technik in naher Zukunft nicht helfen wird, Raumschiffe einzufangen oder Kühe zu kidnappen, lässt sie sich dennoch nutzen", sagt Alexander Ivinskaya, Erstautor der Studie Mitarbeiter in Shalins Team. Das Verfahren ermögliche es, Lichtfallen für winzige Partikel oder lebende Zellen zu bauen, um sie ruhigzustellen, damit sie analysiert werden können.
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