Красноярские ученые научились перемещать клетки светом

Ученые красноярского Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Денис Иконников и Андрей Вьюнышев научились формировать трехмерные световые решетки из оптических вихрей. Благодаря таким световым «торнадо» можно будет переносить множество микрочастиц и манипулировать ими.

Как рассказали в институте, одним из интенсивно развивающихся направлений оптики и фотоники является получение и исследование структурированного света, под которым понимают сложные световые поля с уникальным сочетанием спектральных, временных, пространственных и поляризационных характеристик. Всё это изучают в различных разделах физики.

Ключевой деятельностью учёных стало изучение оптических вихрей, которые являются лазерными пучками света с наличием фазовых сингулярностей, где стадия колебания световой волны не определяется, а интенсивность равна нулю.

«Пучок света, падающий на двумерную маску, изготовленную в виде экрана с регулярно расположенными круглыми отверстиями, разделяется на множество пучков в соответствии с количеством отверстий. Затем эти пучки интерферируют друг с другом, как волны от нескольких упавших на водную поверхность камней, с образованием световой решетки в трех пространственных измерениях. Когда падающий пучок является оптическим вихрем, получившаяся решетка представляет собой набор переплетенных оптических вихрей», — пояснил принцип создания световой решетки кандидат физмат. наук, научный сотрудник лаборатории когерентной оптики Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Денис Иконников.

Учёные также рассматривают поведение точек сингулярности, которые находятся в основе каждого такого вихря. Они смогли обнаружить и продемонстрировать «жизненный путь» точек в оптическом вихре.

«Оптические вихри представляют интерес с точки зрения реализации эффективных взаимодействий света с веществом. Они могут использоваться для захвата, удержания и перемещения микрообъектов различного происхождения, в том числе биологического, например, клеток и биомолекул», — отметил кандидат физмат. наук, заместитель директора по научной работе Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Андрей Вьюнышев.