As nanopartículas levitadas são ferramentas promissoras para detectar forças ultrafracas de origem biológica, química ou mecânica e até mesmo para testar os fundamentos da física quântica. No entanto, tais aplicações requerem medição de posição precisa. Pesquisadores do Departamento de Física Experimental da Universidade de Innsbruck, na Áustria, demonstraram agora uma nova técnica que aumenta a eficiência com que a posição de um objeto levitado submícron é detectada.
"Normalmente, medimos a posição de uma nanopartícula com uma técnica chamada interferometria óptica, na qual parte da luz emitida por uma nanopartícula é comparada com a luz de um laser de referência", diz Lorenzo Dania, Ph.D. estudante do grupo de pesquisa de Tracy Northup. “Um feixe de laser, no entanto, tem uma forma muito diferente do padrão de luz emitido por uma nanopartícula, conhecida como radiação dipolo”. Essa diferença de forma atualmente limita a precisão da medição.

Método de autointerferência

A nova técnica demonstrada por Tracy Northup, professora da Universidade de Innsbruck, e sua equipe resolve essa limitação substituindo o feixe de laser pela luz da partícula refletida por um espelho. A técnica se baseia em um método para rastrear íons de bário que foi desenvolvido nos últimos anos por Rainer Blatt, também da Universidade de Innsbruck, e sua equipe. No ano passado, pesquisadores das duas equipes propuseram estender esse método às nanopartículas.

Agora, usando uma nanopartícula levitada em uma armadilha eletromagnética, os pesquisadores mostraram que esse método superou outras técnicas de detecção de última geração. O resultado abre novas possibilidades para o uso de partículas levitadas como sensores – por exemplo, para medir forças minúsculas – e para trazer o movimento das partículas para os domínios descritos pela mecânica quântica.

A pesquisa foi publicada em Physical Review Letters . + Explorar mais

Microcavidades como plataforma de sensores