Οπτική αιώρηση

Οπτική αιώρηση ή ανύψωση (Optical levitation) είναι μια μέθοδος που αναπτύχθηκε από τον Άρθουρ Ασκίν (Arthur Ashkin), όπου ένα υλικό ανυψώνεται ενάντια στην καθοδική δύναμη της βαρύτητας με μια ανοδική δύναμη που προέρχεται από τη μεταφορά ορμής φωτονίου. Συνήθως, η πίεση ακτινοβολίας του φωτονίου μιας ακτίνας λέιζερ που κατευθύνεται και εστιάζεται κάθετα προς τα πάνω με αρκετή ένταση μπορεί και εξουδετερώνει την καθοδική δύναμη της βαρύτητας ώστε να επιτρέπει μια σταθερή οπτική παγίδα ικανή να κρατά μικρά σωματίδια σε αιώρηση.

Διαφανείς διηλεκτρικές σφαίρες σε μέγεθος μικρομέτρου (από κάμποσα μέχρι 50 μικρόμετρα σε διάμετρο) όπως σφαίρες τετηγμένου διοξειδίου του πυριτίου (fused silica), σταγονίδια λαδιού ή νερού, χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον τύπο πειράματος. Η ακτινοβολία λέιζερ μπορεί να ρυθμιστεί σε  μήκος κύματος όπως αυτό του λέιζερ ιόντος αργού ή ενός συντονίσιμου λέιζερ χρωστικών (dye laser). Η απαιτούμενη ισχύς λέιζερ είναι της τάξης 1 Βατ (μονάδα μέτρησης) εστιασμένη σε μέγεθος σημείου μερικών δεκάδων μικρομέτρων. Φαινόμενα που σχετίζονται με μορφολογικά εξαρτημένους συντονισμούς (morphology-dependent resonances) σε σφαιρική οπτική κοιλότητα (optical cavity) έχουν μελετηθεί από αρκετές ερευνητικές ομάδες.

Για γυαλιστερό αντικείμενο, όπως μια μεταλλική μικροσφαίρα,  δεν έχει επιτευχθεί οπτική αιώρηση. Η οπτική αιώρηση ενός μακροσκοπικού αντικειμένου είναι επίσης, θεωρητικά, εφικτή.

Παραπομπές

Αιώρηση
Ανύψωση
Οπτική