As pinças ópticas são um dispositivo que usa um feixe de laser para mover objetos de tamanho mícron, como células vivas, proteínas, e moléculas. Em 2018, o físico americano Arthur Eshkin recebeu o Prêmio Nobel por essa tecnologia. Antes disso, era impossível mover tais objetos, pois qualquer tentativa de agarrá-los levava à destruição. As pinças ópticas não perturbam a estrutura interna do objeto.

"Pinça óptica é um nome de mídia para armadilhas ópticas. Seu princípio geral de operação é o seguinte:a lente focaliza a luz do laser, e as partículas no campo de foco, de acordo com as leis da física, começam a se mover em direção à intensidade máxima do campo de luz. Assim, isso permite capturar e mover partículas. Anteriormente, propusemos o uso de micropartículas feitas de um material dielétrico, por exemplo, quartzo em vez de lentes para aumentar o grau de localização do campo óptico na área de foco nessas armadilhas ópticas, operando no modo de reflexão, "Gerente de projeto Igor Minin, professor da Divisão TPU de Engenharia Eletrônica, diz.

Interagindo com tal partícula, a luz é focada na forma de um jato de fótons na direção oposta à incidência da radiação. Devido às suas propriedades, é esse jato de fótons que atua como uma armadilha ou pinça.

"Para formar um jato fotônico clássico, existe uma condição necessária, como a razão dos índices de refração de uma partícula e um meio deve ser menor que dois. Se for mais alto, então o jato não se formará. Anteriormente, acreditava-se que era impossível aumentar o índice de refração e ao mesmo tempo formar um jato de fótons. Nós, juntamente com uma equipe do Instituto de Óptica Atmosférica, teoricamente demonstramos que é possível, "Igor Minin diz.

Para alcançar isto, a equipe de pesquisa conjunta formou um jato no modo de reflexão.

"Existem dois modos:refração e reflexão. No primeiro caso, um jato é formado quando a luz passa por uma partícula dielétrica. No último caso, colocamos um espelho plano atrás da partícula, e o ponto focal se move para o espelho. Como resultado, temos foco duplo quando a luz é focada através de uma partícula em um espelho, que o reflete de volta para a mesma partícula que forma um jato fotônico. Usando este modo, Conseguimos formar um jato a partir de uma partícula dielétrica com a proporção de uma partícula e um meio maior que dois. Isso aumenta a área de captura às vezes, "sublinha o cientista.

Atualmente, o grupo está preparando experimentos para confirmar os resultados da simulação na prática.