Las nanopartículas levitadas son herramientas prometedoras para detectar fuerzas ultradébiles de origen biológico, químico o mecánico e incluso para probar los fundamentos de la física cuántica. Sin embargo, tales aplicaciones requieren una medición de posición precisa. Investigadores del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck, Austria, han demostrado ahora una nueva técnica que aumenta la eficiencia con la que se detecta la posición de un objeto levitado submicrónico.

"Normalmente, medimos la posición de una nanopartícula con una técnica llamada interferometría óptica, en la que parte de la luz emitida por una nanopartícula se compara con la luz de un láser de referencia", dice Lorenzo Dania, Ph.D. estudiante en el grupo de investigación de Tracy Northup. "Sin embargo, un rayo láser tiene una forma muy diferente al patrón de luz emitido por una nanopartícula, conocida como radiación dipolo". Esa diferencia de forma actualmente limita la precisión de la medición.

Método de autointerferencia

La nueva técnica demostrada por Tracy Northup, profesora de la Universidad de Innsbruck, y su equipo resuelve esta limitación reemplazando el rayo láser con la luz de la partícula reflejada por un espejo. La técnica se basa en un método para rastrear iones de bario que ha sido desarrollado en los últimos años por Rainer Blatt, también de la Universidad de Innsbruck, y su equipo. El año pasado, los investigadores de los dos equipos propusieron extender este método a las nanopartículas.

Ahora, utilizando una nanopartícula levitada en una trampa electromagnética, los investigadores demostraron que este método superó a otras técnicas de detección de última generación. El resultado abre nuevas posibilidades para usar partículas levitadas como sensores, por ejemplo, para medir fuerzas diminutas, y para llevar el movimiento de las partículas a los reinos descritos por la mecánica cuántica.

La investigación fue publicada en Physical Review Letters . + Explora más

Microcavidades como plataforma sensora