Forse verbetering voor meting optische krachten

Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel en Harvard University beschrijven in Physical Review Letters een nieuwe techniek waarmee ze zeer nauwkeurig de kracht kunnen meten die licht uitoefent op deeltjes. De aanpak is gevoelig genoeg om op kamertemperatuur krachten kleiner dan 1 femtonewton te meten, de orde van grootte die een bacterie voelt onder invloed van normaal zonlicht. Dat ligt een factor honderd lager dan het huidige record en is gelijk het theoretisch maximaal haalbare.

Het nieuwe werk is vooral interessant voor biologische toepassingen, want ze werkt in waterige omgevingen, waar de positie van de onderzoeksobjecten voortdurend door botsende watermoleculen verstoord wordt. Juist bij biologische processen kan de lichtkracht een aanzienlijke rol spelen, onder meer in de beweging van DNA.

De Belgen en Britten voerden de metingen uit aan polystyreenbolletjes. Die werden met een optisch pincet vastgepakt, terwijl hun positie met een secundaire laser nauwkeurig bepaald werd. Zo konden ze de verplaatsing ten gevolgen van een externe kracht nauwkeurig bepalen. Om het signaal uit de ruis te halen, werd de kracht gepulseerd aangeboden en over langere tijd uitgemiddeld.