Havainnekuva kuvaa tutkijoiden mittausta, jossa käytettiin laservaloa ja lasiputkien väliin sijoitettua vettä. Kuva: Mikko Partanen / Aalto-yliopisto
Havainnekuva kuvaa tutkijoiden mittausta, jossa käytettiin laservaloa ja lasiputkien väliin sijoitettua vettä. Kuva: Mikko Partanen / Aalto-yliopisto

Ilmiön tunteminen auttaa käyttämään pienenpieniä valopinsettejä yhä paremmin.

Aalto-yliopiston tutkijoiden avulla on onnistuttu ensi kertaa mittaamaan, miten valon voimat vaikuttavat aineen sisällä.

Atomit pakkautuvat valon vaikutuksesta lähemmäs toisiaan. Se saa aineen hieman pienenemään.

”Valon vaikutuksesta aine pienenee noin yhden miljoonasosan suuruusluokassa. Näinkin pieni tiivistyminen voi kuitenkin vaikuttaa esimerkiksi optisten mikrosysteemien toimintaan”, sanoo tutkimusta tehnyt Aalto-yliopiston tutkija Mikko Partanen. Hän on osa kansainvälistä tutkijoiden ryhmää.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Tutkijat mittasivat laservalon aiheuttamia voimia ohuessa vesikerroksessa. Voimien vaikutus näkyi valon kulkusuuntaan nähden poikittaisesti.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

He havaitsivat vedessä optisen ilmiön, joka on aiemmin tunnettu sähkökenttien yhteydessä. Sitä sanotaan elektrostriktioksi.

Nyt havaittu optinen elektrostriktio tarkoittaa, että materiaali pyrkii tiivistymään, kun se vuorovaikuttaa materiaalin läpi kulkevan valon kanssa.

”Atomit pakkautuvat elektrostriktiossa lähemmäs toisiaan. Tällöin aine tiivistyy”, sanoo Partanen yliopiston tiedotteessa.

Tutkimus laajentaa fysiikan nobelilla vuonna 2018 palkitun yhdysvaltalaisen Arthur Ashkinin tutkimusta. Hän kehitti optiset pinsetit jo 1970-luvulla. Niiden avulla hyvin pieniä ainehiukkasia voidaan käsitellä valon avulla.

Nyt tehty tutkimus auttaa ymmärtämään, miten valokentän energian tiheys muokkaa optisten pinsettien ainehiukkasten sisäistä jännitystä.

Optinen elektrostriktio auttaa hallitsemaan tämän aineen ominaisuuksia.

”Tulosta voidaan hyödyntää optisissa mikrosysteemeissä eri aloilla, esimerkiksi molekyylibiologiassa”, sanoo emeritusprofessori

Jukka Tulkki.

Tutkimus julkaistiin tiedelehdessä Light: Science & Applications.

Sisältö jatkuu mainoksen alla