موچین نوری و فیزیک

  

موچین های نوری قادر به دستکاری ذرات دی الکتریک با اندازه نانومتر و میکرون هستند که نیروهای بسیار کوچک را از طریق پرتو لیزری بسیار متمرکز می کنند. پرتو به طور معمول با فرستادن آن از طریق یک هدف میکروسکوپ متمرکز شده است. باریک ترین نقطه پرتو متمرکز، به نام کمربند پرتو، حاوی گرادیان الکتریکی بسیار قوی است. ذرات دی الکتریک در امتداد گرادیان به منطقه قوی ترین میدان الکتریکی، که مرکز پرتو است، جذب می شود. نور لیزر نیز تمایل به اعمال نیرویی در ذرات در پرتو در امتداد جهت پرتو پرتو دارد. این به خاطر حفاظت از حرکت است: فوتون های جذب شده یا پراکنده شده توسط ذرات دی الکتریک کوچک به حرکت در ذرات دی الکتریک حرکت می کنند. این به عنوان نیروی پراکندگی شناخته می شود و باعث می شود که ذرات کوچک به سمت پایین از موقعیت دقیق دور کمر پرتاب شوند، همانطور که در شکل دیده می شود.

تله های نوری ابزار بسیار حساس هستند و قادر به دستکاری و تشخیص جابجایی زیر نانومتری برای ذرات دی الکتریک زیر میکرون هستند. [15] به همین دلیل، آنها اغلب برای دستکاری و مطالعه مولکول های تک با تعامل با مهره که به آن مولکول متصل است. DNA و پروتئین ها [16] و آنزیم هایی که با آن ارتباط برقرار می کنند، به طور معمول مورد مطالعه قرار می گیرند.

برای اندازه گیری های کمی علمی، بیشتر تله های نوری به گونه ای عمل می شود که ذرات دی الکتریک به ندرت از مرکز تله حرکت می کنند. دلیل این امر این است که نیروی اعمال شده به ذره با توجه به جابجایی آن از مرکز تله تا زمانی که جابه جایی کوچک است، خطی است. به این ترتیب، یک تله نوری را می توان به یک بهار ساده مقایسه کرد که به دنبال قانون هوک است.