最初，开普勒在他的著作中描述了光可以施加机械压力的事实。通过观察彗星彗尾行为的细节，他得出结论，光必须以某种方式在机械层面上与周围的物质相互作用。

分类|科学

主题|光学镊子

编辑|知MORE

光与物质的相互作用

后来，物理学家反复记录了光的机械效应，俄国科学家彼得·列别杰夫学会了测量这种压力，并进行了一系列实验。

列别杰夫测量光压的实验

一般来说，光对物理物体施加的压力是可以预测的。如果把光想象成一股粒子或球，它们在空间飞行，然后撞击物质体，如撞击墙壁，那么机械作用是毫无疑问的。但是，量子物理学的发展和对波粒二象性的积极批评使科学家怀疑这种二元论的存在，并从任何粒子只是波函数的扰动这一假设出发。尽管围绕光的本质仍然存在争议，但很有可能将其用作“压制”的一种方式。而在这里，粒子是否压在物体上或它是一个波函数并不那么重要。

但我们现在不需要深入到这么深的理论中去。唯一重要的是要注意一个有趣的事实，这个事实被各个流派的物理学家所所承认，即光束对被照亮的物体有机械效应。

你怎么把小东西从桌子上拿下来？

现在，让我们暂时把注意力从这些定理上移开，回忆一下如何从桌子上取下一个尺寸略小于2毫米的螺丝。你认为他们不存在吗？然后拆卸任何微型机制并享受。至少可以说，用手指从桌子上取下这样一个物体是非常困难的。镊子会很方便。

如果螺丝被钩住了，你怎么把它从桌子上拿下来？

只不过，如果你深入到微观层面，你必须操纵DNA的分子或元素。众所周知，如果你试图抓住一个分子的尾巴，它就会散开。这是一个非常薄和脆弱的结构。

看来，人们可以通过操纵来控制一个粒子，比如说，就像在电子显微镜中发生的那样。但不是每个物体都能“承受”这样的冲击。有趣的事情可以开始发生，比如极化或结构的变化。

因此，科学家们有了使用光学镊子进行这种工作的想法，这将利用上述物质和光之间相互作用的特点。2018年，这一想法的发展和工作方法的展示为他们的父亲带来了诺贝尔物理学奖。

光学镊子是如何工作的？

既然我们已经得出结论，光会产生物理压力，那么这种压力就很有可能 "抓住 "我们计划要处理的微粒子。此外，影响将是准确的，不会导致物体的破坏或损害。

在设计的核心，建议使用激光。激光本质上是一种集中的光通量。从物理角度来看，这是事实。

您还需要记住，激光具有一个有趣的特异性——流动强度通过其厚度的不均匀分布。简而言之，它在中间比在边缘更强大。

这个过程的物理原理出奇地简单。

低功率激光束照亮所需的粒子。结果，粒子就像一个吸入流水流的球一样，位于激光束内，并逐渐迁移到其中心部分。我们在关于物理学中流动类型的文章中描述了类似的效果。您可以完全控制粒子。

这是因为最初，当粒子落在射线的影响下时，它部分反射该光束，部分吸收并部分折射，而它本身则从中接收一些动量。

脉冲将粒子推向流动的中心。结果，作为波效应的结果，激光束聚焦在粒子上并将其捕获到陷阱中。激光束本身就被压缩。

因此，您可以移动对象或对其执行各种操作。它是用镊子捕获的。这种设计将被称为光学镊子。然而，你可以控制粒子的旋转时刻，并执行一些非常有趣的操作。

这一发现和类似的技术不仅在物理学中粒子相互作用的特异性层面上很有趣，而且还具有真正的实际应用，为科学家开辟了以前无法想象的机会。

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