Wetenschappers maken werkende tractor beam op microschaal

Britse en Tsjechische wetenschappers zijn erin geslaagd een werkende tractor beam, of trekstraal, te ontwikkelen. Op microscopisch niveau wisten ze objecten richting een lichtbron te laten bewegen. Onder andere in de medische sector is de vinding toepasbaar.

Onderzoekers van de Britse University of St Andrews en het Tsjechische Institute of Scientific Instruments zijn erin geslaagd een speciaal optisch veld te creëren dat de stralingsdruk van licht omkeert. Hierdoor is het voor het eerst gelukt objecten, zij het op microscopisch niveau, naar een lichtbron toe te trekken. De onderzoekscentra maken de vergelijking met tractor beams, of trekstralen, die in science fiction-verhalen of -films zoals Star Trek voorkomen.

Normaal gesproken zorgt de stralingsdruk ervoor dat objecten in de stroom van fotonen van de lichtbron vandaan gestuwd worden. Deze impuls werd in 1619 al ontdekt door Johannes Kepler, die constateerde dat de staarten van kometen altijd van de zon vandaan aan het firmament stonden. Theorieën over het manipuleren van de beweging van objecten met licht zijn er al sinds de jaren zestig en eerder werden experimenten met een optische vortex gehouden om deeltjes voort te stuwen.

De nieuwe vinding maakt het echter mogelijk objecten in vloeistoffen en een vacuüm aan te trekken. Ook varieert de negatieve druk naar gelang de eigenschappen van objecten, zoals grootte en samenstelling. Hierdoor is de techniek veelbelovend voor het sorteren van microscopische deeltjes of cellen, waar met name de medische wetenschap baat bij kan hebben.

Tractor beams op grote schaal hoeven we met deze techniek echter niet te verwachten, zegt een van de onderzoeksleiders tegen de BBC: "Helaas vindt er een overdracht van energie plaats. Op microscopisch niveau is dat geen probleem, maar op macroschaal zorgt dit voor gigantische problemen." Een groot object zou er namelijk enorm door verhit worden.