„Raza tractoare” din Star Trek ar putea fi folosită în medicină pentru operaţii de înaltă precizie

O echipă de cercetători scoţieni a creat o „rază tractoare”, similară celei din Star Trek, ce foloseşte lumina pentru a atrage obiecte. Oamenii de ştiinţă speră ca invenţia lor să fie utilă în medicină, permiţând ţintirea şi atragerea celulelor individuale.

Studiul cercetătorilor de la Universitatea St. Andrews, ce a fost publicat în jurnalul ştiinţific Nature Photonics, arată că „raza tractoare” poate atrage doar particule microscopice. În filmelele şi serialele SF precum „Star Trek”, această rază este folosită pentru a deplasa obiecte masive.

Cercetătorii scoţieni nu sunt primii care încearcă să transforme în realitate ideea scenariştilor americani. În 2011, o echipă de oameni de ştiinţă din China şi Hong Kong au arătat cum ar putea fi realizată o astfel de „rază tractoare” folosind fascicule laser de o formă specifică. De asemenea, agenţia spaţială NASA a finanţat un studiu care studiază modul în care ar putea fi folosită această metodă pentru a manipula mostrele colectate în spaţiu.

Coordonatorul acestui nou studiu, dr. Tomas Cizmar, spune că această tehnică are un potenţial imens.

„Aplicaţiile concrete ale acestei tehnologii ar putea fi extraordinare. Raza tractoare este foarte «mofturoasă» în ceea ce priveşte proprietăţile particulelor asupra cărora acţionează, astfel că ar putea fi folosită pentru a selecta anumite particule dintr-un amestec. În cele din urmă, această tehnică ar putea fi folosită pentru a separa celulele albe din sânge, de exemplu”, spune Cizmar.

De obicei, atunci când obiectele microscopice sunt atinse de o rază de lumină, acestea sunt forţate în direcţia razei de fotonii de lumină. Această forţă a radiaţiei a fost identificată pentru prima dată de astronomul german Johannes Kepler în 1619, atunci când a observat că întotdeauna cozile cometelor sunt îndreptate în direcţia opusă Soarelui.

Reuşita echipei coordonate de doctorul Cizmar permit ca această forţă să fie inversată, ceea ce multor persoane ar putea părea contraintuitiv. „Este surprinzător. Doar atunci când am studiat procesul în detaliu am observat această inversare. Procesul are loc într-un câmp foarte restrâns”, a explicat Cizmar.

În cadrul acestui efort ştiinţific au participat şi cercetători de la Institutul de Instrumente Ştiinţifice (ISI) din Cehia. „Întreaga echipă a muncit câţiva ani studiind diferite configuraţii ale particulelor de lumină. Sunt foarte mândru de rezultatele obţinute şi de faptul că acestea au fost recunoscute într-un mediu extrem de competitiv. Aştept cu nerăbdare noile experimente şi aplicaţiile concrete ale acestei reuşite. Este o perioadă extraordinară”, a comentat profesorul Zemanek de la ISI.

Teorii ştiinţifice pe tema razelor tractoare au fost concepute începând cu 1960, însă reuşita cercetătorilor scoţieni reprezintă prima reuşită concretă în care o rază este folosită pentru a atrage obiecte microscopice către sursa de lumină.

În trecut, oamenii de ştiinţă au folosit o tehnică intitulată „vârtej optic” pentru a muta particule individuale cu ajutorul unor raze de lulină, însă noua metodă funcţionează în lichide şi în vid.

„Raza tractoare” a apărut pentru prima dată într-o operă de ficţiune în 1928, în povestea „The Skylark of Space” scrisă de autorul american EE Smith. Smith făcea refererire la o „rază atractoare”.

De atunci, această tehnologie a apărut în numeroase filme SF, unde permitea ca navele spaţiale să fie mutate cu ajutorul razelor de lumină. Dr. Cizmar a subliniat că tehnica dezvoltată de echipa sa nu va permite acest lucru.

„Din nefericire, este vorba despre un transfer de energie. La o scară microscopică acest lucru este OK, dar la scară macro ar provoca probleme imense. Ar genera o încălzire imensă a obiectului manevrat, de exemplu o navă spaţială. Aşadar, acest lucru este exclus”, a explicat doctorul Cizmar.