{"id":31436,"date":"2023-01-21T00:01:56","date_gmt":"2023-01-21T05:01:56","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=31436"},"modified":"2023-01-21T00:02:31","modified_gmt":"2023-01-21T05:02:31","slug":"cientificos-construyen-un-rayo-tractor-microscopico-usando-laser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2023\/01\/21\/cientificos-construyen-un-rayo-tractor-microscopico-usando-laser\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos construyen un rayo tractor microsc\u00f3pico usando l\u00e1ser"},"content":{"rendered":"\n<p>Los rayos tractores tienen un sentido intuitivo. La materia y la energ\u00eda interact\u00faan entre s\u00ed de innumerables formas en todo el Universo. El magnetismo y la gravedad son fuerzas naturales que pueden unir objetos, por lo que existe una especie de precedente. Pero dise\u00f1ar un rayo tractor real es algo diferente.<\/p>\n\n\n\n<p>Un rayo tractor es un dispositivo que puede mover un objeto a distancia. La idea proviene de una historia de ciencia ficci\u00f3n de 1931 llamada <em>SpaceHounds of IPC<\/em>:<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Existe una pantalla de rayos, aguafiestas, y tambi\u00e9n hay rayos elevadores o tractores, dos cosas que he estado tratando de eliminar y que me han estado animando en el Bronx. Los titanianos han tenido un rayo tractor durante mucho tiempo, me envi\u00f3 una droga completa, y los jovianos tienen ambos. Los tendremos en tres d\u00edas, y deber\u00eda ser bastante simple dopar lo contrario de un tractor, tambi\u00e9n: un empujador o un rayo prensor&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Si la ciencia ficci\u00f3n tuviera algo que decir al respecto, los rayos tractores ya ser\u00edan un lugar com\u00fan, y podr\u00edamos agradecer a <em>Star Trek<\/em> y <em>Star Wars<\/em> por su proliferaci\u00f3n. Pero los rayos tractores ya existen, aunque su alcance es solo microsc\u00f3pico.<\/p>\n\n\n\n<p>Los rayos tractores microsc\u00f3picos se emplean en dispositivos llamados pinzas \u00f3pticas. Las pinzas \u00f3pticas usan l\u00e1seres para mover objetos microsc\u00f3picos como \u00e1tomos y nanopart\u00edculas. Se utilizan en biolog\u00eda, nanotecnolog\u00eda y en medicina.<\/p>\n\n\n\n<p>Estos rayos tractores funcionan en objetos microsc\u00f3picos, pero no son lo suficientemente fuertes como para atraer objetos macrosc\u00f3picos m\u00e1s grandes. Ahora, un equipo de investigadores ha demostrado con \u00e9xito un rayo tractor macrosc\u00f3pico. Publicaron el art\u00edculo que explica su trabajo en la revista Optics Express. Su t\u00edtulo es &#8220;<em>Extracci\u00f3n l\u00e1ser macrosc\u00f3pica basada en la fuerza de Knudsen en gas enrarecido<\/em>&#8220;, y el autor principal es Lei Wang de la Universidad de Ciencia y Tecnolog\u00eda de QingDao en China.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;En estudios anteriores, la fuerza de atracci\u00f3n de la luz era demasiado peque\u00f1a para atraer un objeto macrosc\u00f3pico&#8221;, dijo Wang.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Con nuestro nuevo enfoque, la fuerza de tracci\u00f3n de la luz tiene una amplitud mucho mayor. De hecho, es m\u00e1s de tres \u00f3rdenes de magnitud mayor que la presi\u00f3n de la luz utilizada para impulsar una vela solar, que utiliza el impulso de los fotones para ejercer una peque\u00f1a fuerza de empuje&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/image-33.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-31442\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">(<a href=\"https:\/\/www.optica.org\/en-us\/about\/newsroom\/news_releases\/2023\/january\/researchers_create_an_optical_tractor_beam_that_pu\/\">Optica<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Este rayo tractor macrosc\u00f3pico solo funciona en condiciones particulares de laboratorio, por lo que es una demostraci\u00f3n, no un desarrollo pr\u00e1ctico. Al menos no todav\u00eda.<\/p>\n\n\n\n<p>En primer lugar, funciona en cosas especialmente dise\u00f1adas: objetos compuestos macrosc\u00f3picos de grafeno-SiO2 que los investigadores construyeron para los experimentos.<\/p>\n\n\n\n<p>En segundo lugar, funciona en un entorno gaseoso enrarecido, que tiene una presi\u00f3n mucho m\u00e1s baja que la atm\u00f3sfera de la Tierra. Si bien eso limita su efectividad aqu\u00ed en la Tierra, no todos los mundos tienen tanta presi\u00f3n atmosf\u00e9rica como nuestro planeta.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Nuestra t\u00e9cnica proporciona un enfoque de tracci\u00f3n de larga distancia y sin contacto, que puede ser \u00fatil para varios experimentos cient\u00edficos&#8221;, dijo Wang.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;El entorno de gas enrarecido que usamos para demostrar la t\u00e9cnica es similar al que se encuentra en Marte. Por lo tanto, podr\u00eda tener el potencial para alg\u00fan d\u00eda manipular veh\u00edculos o aviones en Marte&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Su dispositivo funciona seg\u00fan el principio de calentamiento de gas. Un l\u00e1ser calienta los objetos compuestos, pero un lado est\u00e1 m\u00e1s caliente que el otro. Las mol\u00e9culas de gas en la parte posterior reciben m\u00e1s energ\u00eda, lo que atrae al objeto. Combinado con la presi\u00f3n m\u00e1s baja en el entorno de gas enrarecido, el objeto se mueve.<\/p>\n\n\n\n<p>Los investigadores construyeron un dispositivo de p\u00e9ndulo de torsi\u00f3n, o giro, hecho de su estructura compuesta de grafeno-SiO2 para demostrar el fen\u00f3meno de tracci\u00f3n l\u00e1ser. Esa demostraci\u00f3n lo hizo visible a simple vista. Usaron otro dispositivo para medir el efecto.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Descubrimos que la fuerza de tracci\u00f3n era m\u00e1s de tres \u00f3rdenes de magnitud mayor que la presi\u00f3n ligera&#8221;, dijo Wang. &#8220;Adem\u00e1s, la tracci\u00f3n del l\u00e1ser es repetible y la fuerza se puede ajustar cambiando la potencia del l\u00e1ser&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Otros investigadores han abordado los rayos tractores en los \u00faltimos a\u00f1os con resultados mixtos. La NASA estaba interesada en seguir la idea de usar rayos tractores para recolectar muestras con el rover de superficie MSL Curiosity. Uno de los instrumentos de Curiosity es la ChemCam.<\/p>\n\n\n\n<p>Incluye un l\u00e1ser que vaporiza roca o regolito y luego un microgenerador de im\u00e1genes para medir sus componentes espectrosc\u00f3picamente. Pero la NASA se pregunt\u00f3 si un rayo tractor podr\u00eda atraer part\u00edculas diminutas de la muestra vaporizada al rover para un estudio m\u00e1s completo.<\/p>\n\n\n\n<p>Una presentaci\u00f3n del NIAC de la NASA de 2010 dec\u00eda: &#8220;Si la tecnolog\u00eda Tractor Beam se incluyera en una &#8216;ChemCam2&#8217; para atraer part\u00edculas de polvo y plasma, los rayos tractores podr\u00edan agregar un conjunto de capacidades cient\u00edficas adicionales:<\/p>\n\n\n\n<p>-Espectroscop\u00eda de iones desorci\u00f3n l\u00e1ser<\/p>\n\n\n\n<p>-Espectrometr\u00eda de masas<\/p>\n\n\n\n<p>-Espectroscopia RAMAN<\/p>\n\n\n\n<p>-Fluorescencia de rayos X&#8221;<\/p>\n\n\n\n<p>La misma presentaci\u00f3n dijo que los rayos tractores podr\u00edan usarse para recolectar part\u00edculas de las colas de los cometas, columnas de hielo en Enc\u00e9lado e incluso nubes en la atm\u00f3sfera de la Tierra u otras atm\u00f3sferas. Eso nunca se materializ\u00f3, pero ilustra cu\u00e1n convincente es la idea.<\/p>\n\n\n\n<p>Esta nueva investigaci\u00f3n produjo resultados interesantes, aunque no se acerca a una implementaci\u00f3n pr\u00e1ctica real. Se necesita mucho trabajo e ingenier\u00eda antes de que se acerque a la practicidad.<\/p>\n\n\n\n<p>Por un lado, debe haber una base te\u00f3rica bien entendida que describa c\u00f3mo funciona el efecto en objetos con diferentes tama\u00f1os y formas y con l\u00e1seres de diferentes potencias en diferentes atm\u00f3sferas. Los investigadores saben esto, por supuesto, pero se\u00f1alan que sigue siendo una demostraci\u00f3n efectiva de viabilidad.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Nuestro trabajo demuestra que la manipulaci\u00f3n flexible de la luz de un objeto macrosc\u00f3pico es factible cuando las interacciones entre la luz, el objeto y el medio se controlan cuidadosamente&#8221;, dijo Wang.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Tambi\u00e9n muestra la complejidad de las interacciones l\u00e1ser-materia y que muchos fen\u00f3menos est\u00e1n lejos de ser entendidos tanto a escala macro como micro&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>La parte cr\u00edtica es que este estudio mueve los rayos tractores de lo microsc\u00f3pico a lo macrosc\u00f3pico. Ese es un umbral significativo que es dif\u00edcil de cruzar.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Este trabajo ampl\u00eda el alcance de la extracci\u00f3n \u00f3ptica de la microescala a la macroescala, lo que tiene un gran potencial en las manipulaciones \u00f3pticas a macroescala&#8221;, escriben los autores en su conclusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Es muy posible que las naves espaciales utilicen rayos tractores alg\u00fan d\u00eda, pero es poco probable que se parezcan en algo a los de la ciencia ficci\u00f3n. <em>Star Wars<\/em>, <em>Star Trek<\/em> y <em>Spacehounds of IPC<\/em> cuentan con rayos tractores en combate y conflicto. Pero en realidad, podr\u00edan convertirse en valiosas herramientas cient\u00edficas.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/www.universetoday.com\/159695\/scientists-build-a-teeny-tiny-tractor-beam\/\">Universe Today<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Los rayos tractores tienen un sentido intuitivo. 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