Les scientifiques font 5 choses impressionnantes que avec des lasers

Vous avez probablement vu des lasers utilisés comme pointeurs lors d'une discussion, ou vous pouvez même avoir votre propre pointeur laser à la maison avec lequel vous jouez avec, parce que, simplement, les lasers sont cool. Mais saviez-vous que les lasers sont vraiment utiles pour la science?

Voici cinq choses incroyables que les scientifiques peuvent faire avec les lasers:

1. Lévitation optique

Oui, avec des lasers, vous pouvez léviter des choses. La lumière est composée de photons qui exercent une force connue sous le nom de pression de radiation. Cette force est due à l'interaction entre le rayonnement électromagnétique et la matière. Cela peut être l'absorption, la réflexion ou un peu des deux. La lévitation optique est l'endroit où vous pouvez utiliser la force de pression de radiation pour surmonter la force gravitationnelle provoquant la lévitation d'un objet. Un faisceau laser a un profil d'intensité où typiquement l'intensité est plus élevée au centre, ce qui signifie qu'il y a plus de photons qui sortent au centre d'un faisceau laser. Plus de photons indiquent qu'il y a une plus grande pression de radiation. C'est ce qui est utilisé pour léviter de petits objets qui sont comparables à la taille du faisceau laser.

Je l'ai vu de mes propres yeux quand j'observais des chercheurs à College London et c'est vraiment incroyable. Pensez-y, vous pouvez léviter des choses avec juste la lumière. Donne l'une des choses les plus cool que j'ai vues.

2. Pinces optiques

En utilisant la pression de radiation susmentionnée, les scientifiques peuvent fabriquer des pinces optiques et manipuler des objets aussi petits qu'un seul atome. Les biologistes sont les utilisateurs les plus courants des pinces optiques et ils les utilisent pour, par exemple, mesurer la force du mouvement des organites cellulaires à l'intérieur des cellules vivantes, capturer et manipuler les bactéries et trier les cellules.

3. Refroidissement laser

Normalement, les lasers sont utilisés pour chauffer les matériaux, mais vous pouvez aussi utiliser des lasers pour refroidir les matériaux. Le refroidissement au laser fonctionne en réduisant la quantité d'atomes ou de molécules. Puisque les photons ont également un momentum, les atomes ou molécules se déplaçant dans la direction opposée à un faisceau laser peuvent être zappés avec une lumière laser qui réduit la vitesse de l'atome / molécule. Vous pouvez considérer cela comme deux boules de billard qui se touchent et qui se ralentissent l'une l'autre à cause d'un transfert d'élan. L'atome émet alors un photon après l'absorption de ce photon incident. Au fil du temps, après absorption continue et émission spontanée de photons, la substance en question est refroidie.

4. La fusion

Les lasers peuvent être très puissants. Avec certains des lasers les plus puissants au monde, les conditions trouvées dans le noyau du Soleil peuvent être recréées dans des laboratoires sur Terre. Les lasers peuvent chauffer les matériaux à des températures extrêmement élevées - plus d'un million de degrés. À ces températures, les atomes ne peuvent plus exister et les électrons sont dépouillés de leurs noyaux de respect, laissant derrière eux une soupe d'ions et d'électrons. Cette forme de matière est appelée plasma et est le soi-disant quatrième état de la matière. En focalisant un laser de haute puissance sur une cible de «fusion», il peut se transformer en un plasma et provoquer une implosion. Cela force le matériau de fusion à fusionner et à libérer une énorme quantité d'énergie. Bien que nous n'ayons pas encore atteint le stade de la fusion commerciale, les scientifiques travaillent toujours à la création d'une production d'électricité «propre», ce qui ferait des merveilles pour notre avenir et pour la Terre.

5. Réactions biologiques d'image

Avec un laser à rayons X, vous pouvez visualiser des réactions biologiques et faire de petits films scientifiques. Les rayons X ont une longueur d'onde très courte, ce qui signifie qu'ils peuvent imager de très petites choses, y compris des atomes individuels. Le laser est pulsé, ce qui signifie qu'il peut prendre des photos instantanées de ces réactions très rapidement avant que l'échantillon ne soit détruit. Cette méthode aide les scientifiques à en apprendre davantage sur les réactions biologiques comme la photosynthèse qui est vitale pour la vie sur Terre.