Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Penelitian Para Ilmuwan mencapai Orbit Optik Ultra-cepat Nanopartikel pada Skala Subdifraksi

credit : IGDB
Gambar tersebut menjelaskan sebuah Ilustrasi pengaturan eksperimental dan mekanisme partikel nonlinier yang mengorbit dalam cahaya

Sebuah proyek penelitian bersama baru-baru ini yang dilaporkan di Nature Communications mengatakan bahwa nanopartikel dapat digerakkan untuk mengorbit di bawah batas difraksi cahaya menggunakan berkas Gaussian.

Telah diketahui dengan baik bahwa cahaya tidak hanya memiliki energi tetapi juga momentum. Ketika cahaya menyinari suatu objek, momentum ditransfer ke objek, sehingga menghasilkan tekanan ringan pada objek. Pada skala mikroskopis, mikropartikel dan nanopartikel (seperti biosel dan makromolekul) dapat dimanipulasi oleh gaya cahaya. Atom dapat didinginkan dengan tekanan ringan untuk mencapai jam atom, kondensasi Bose-Einstein, dan sebagainya.

Selain momentum linier cahaya yang dapat ditransfer, momentum sudut cahaya juga dapat ditransfer ke suatu objek, sehingga menyebabkan rotasi objek . Karena konversi momentum biasanya diturunkan dari interaksi linier antara cahaya dan benda, kecepatan rotasi orbit dan jari-jari orbit sejauh ini dibatasi masing-masing tidak lebih dari 100 Hz dalam air dan tidak kurang dari satu mikrometer.

Namun baru-baru ini, tim yang dipimpin oleh Prof. Jiang Yuqiang dari Institut Genetika dan Biologi Perkembangan Akademi Ilmu Pengetahuan China, bekerja sama dengan Prof. Qiu Chengwei dari National University of Singapore, Prof. Yang Yuanjie dari University of Electronic Science and Technology of China, dan Prof. Xiao Liantuan dari Shanxi University, telah mengatasi batasan tersebut.

Berdasarkan efek optik nonlinier, para peneliti telah mencapai tingkat rotasi orbital ultra-cepat untuk nanopartikel pada skala subdifraksi. Para peneliti menjebak nanopartikel emas menggunakan sinar laser femtosecond NIR terpolarisasi sirkuler dengan mode Gaussian. Dalam rezim interaksi linier, partikel yang terperangkap hanya berputar di pusat berkas. Namun, dalam rezim nonlinier, sumur potensial annular dapat dibentuk oleh efek 'trap split', dan gaya optik tangensial yang ditingkatkan oleh polarisasi nonlinier antara laser femtosecond dan nanopartikel emas menyebabkan partikel mengorbit pada ultra- kecepatan cepat dalam perangkap annular dengan baik.

Akibatnya, momentum sudut putaran cahaya diubah menjadi momentum sudut orbital partikel dengan efisiensi super tinggi.

Dalam karya ini, radius minimum rotasi adalah sekitar 70nm, yang jauh di bawah batas difraksi. Kecepatan rotasi orbital tertinggi melebihi 1000r/s, satu urutan lebih cepat dari kecepatan yang dilaporkan sebelumnya. Studi ini mengungkapkan mekanisme baru konversi momentum sudut spin ke momentum sudut orbital, dan menyediakan metode baru manipulasi cahaya.

Karena radius orbital dan kecepatan rotasi orbital dapat dikontrol dengan menyesuaikan kekuatan laser femtosecond, NA lensa objektif, dan bahan nanopartikel, ini dapat diterapkan secara luas di berbagai bidang, seperti mesin mikro optik, nanorheology, mikrofabrikasi laser, dan sebagainya.

Heri MS
Heri MS Blogger Influencer dari Kuningan yang suka dengan dunia IT, Data Technology, website dan senang bereksplorasi tentang Ipteks. Semoga artikel saya ini bisa antik, otentik, asyik, unik dan menarik.

Posting Komentar untuk "Penelitian Para Ilmuwan mencapai Orbit Optik Ultra-cepat Nanopartikel pada Skala Subdifraksi"