Фотоны оказывают давление на объекты. В 1970-х, Артур Ашкин создал оптический пинцет, который с помощью сфокусированных лазерных лучей захватывает и перемещает чрезвычайно мелкие частицы.
Измерение воздействия фотонов было серьезной проблемой. На наноуровне объекты постоянно подвергаются тепловому движению, из-за чего эти слабые силы трудно обнаружить.
Ученые из Университета Хоккайдо разработали метод, позволяющий измерять эти силы с высокой точностью. Используя этот подход, они обнаружили эффект: свет может заставлять крошечные объекты вращаться вбок, перпендикулярно направлению распространения света.
«Мы разработали новую измерительную платформу под названием «микродрон», которая впервые позволяет получить полную трехмерную характеристику оптических сил и моментов, действующих на наноструктуры», — говорит профессор Ёсито И. Танака из Университета Хоккайдо.
В этой установке наноструктура размещается в центре небольшого крестообразного устройства, известного как микродрон. Четыре лазерных луча удерживают платформу на месте, подобно оптическому пинцету, захватывающему ее края. Отслеживая смещение и вращение платформы, исследователи могут определить силы, действующие на объект внутри.
«Оптический пинцет стал мощным инструментом после новаторской работы Артура Эшкина, отмеченной Нобелевской премией в 2018 году, — говорит Танака. — С его помощью традиционные методы позволяли измерять вращение объекта только вокруг одной оси. Наш подход преодолевает это ограничение, поскольку мы измеряем не саму наноструктуру, а платформу, на которой она находится».
Этот метод позволяет фиксировать движение и вращение во всех направлениях, обеспечивая полное трехмерное изображение. Он эффективно усиливает воздействие наносил на платформу, преобразуя его в более крупные и измеримые движения.
Чтобы протестировать этот метод, исследователи использовали крошечные золотые структуры в форме буквы «V». При воздействии света внутри микродрона эти структуры демонстрировали явление, известное как поперечный оптический момент. Вместо того чтобы вращаться вдоль луча света, они поворачивались вбок.
«С помощью нового метода мы смогли наблюдать явление, которое ранее не было зафиксировано экспериментально: поперечный оптический момент, действующий на наноуровне», — говорит Танака.
«Эта работа представляет собой новую парадигму измерений для наноразмерной оптомеханики, — говорит Танака. — Подобно тому, как оптический пинцет открыл новую область в биофизике одиночных молекул, мы надеемся, что эта платформа позволит получить доступ к механическим явлениям на наноуровне, которые до сих пор оставались недоступными».
Ссылка: «Поперечный оптический момент, наблюдаемый на наноуровне» Рёмы Фукухары, Цутому Симуры и Ёсито Ю. Танаки, 20 апреля 2026 года, Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-026-03268-6*
***
Любимая синусоида теоретиков, якобы волна электромагнитного поля, в том числе закрученная, то есть имеющая спин совпадающий с направлением движения ничем не может толкать частицы вещества, тем более перпендикулярно направлению её распространения. А вот частица материи спин которой движется в направлении не совпадающем с направлением её распространения, может…