انت الان في قسم تقنيات الاشعة

ملاقط الاشعة الليزرية Laser Radiation tweezers ا.د رعد شاكر تاريخ الخبر: 20/11/2022 | المشاهدات: 786

مشاركة الخبر :

منحت جائزة الفيزياء للعام 2018م لثلاثة علماء عملوا في أبحاث تتعلق بمجال فيزياء الليزر، تحديدًا عملوا جميعهم على تصنيع أدوات تعمل ميكانيكا لنقل أجزاء صغيرة او حصرها او تحريكها بواسطة استخدام الخصائص البصرية لحزمة الاشعة الليزرية .
منح النصف الأول من الجائزة لـ«آرثر آشكين – Arthur Ashkin» عن ابتكاره الملاقط الليزرية وتطبيقها على النظم البيولوجية Biological applications.
ومنحت البروفيسور الكندية «دونا ستريكلاند – Donna Strickland» ربع الجائزة،
والفرنسي «جيرارد مورو -Gérard Mourou» الربع الآخر لابتكارهما طريقة لتوليد نبضات ليزرية عالية الكثافة وقصيرة جدا Gaint Laser Pulses
بهذا تكونت عمليا أدوات دقيقة متطورة، أحدثت ثورة في مجال فيزياء الليزر Laser Physics، واصبح بالامكان رؤية عمليات صغيرة وسريعة جدًا لحزم اشعة الليزر Laser beam radiation ، والتي ستفتح المجال لأبحاث وتطبيقات صناعية وطبية ذات منفعة باهرة في مجالات التطبيقات الطبية وخاصة في جراحة الدماغ والقلب والشرايينFields of medical applications, especially in brain and cardiovascular surgery
فان «الملاقط الليزرية – Lasers tweezers» هي طريقة تعتمد على استخدام حزمة اشعة الليزر في الإمساك بالجسيمات ومعالجتها، حيث تستفيد من قدرة الاشعة الليزرية على ممارسة القوة على أي مادة، أو ما يسمى بضغط الإشعاع الليزري Laser Radiation Pressure.
بدأت فكرة هذه الملاقط من قِبل العالم «يوهانس كيبلر – Johannes Kepler» في العام 1619 ميلادية، بافتراض أن ضغط الضوء هو ما يفسر سبب ابتعاد ذيل المذنبات بعيدًا دائمًا عن الشمس.
وفي عام 1873، قال جيمس كلارك ماكسويل نظريًا استنادًا على نظريته الكهرومغناطيسية أن الضوء يمكن أن يمارس ضغطًا على مادة ما. وبالفعل، تحقق وجود ضغط الإشعاع تجريبيًا في أوائل العام 1900، من قبل «بيوتر ليبيديف – Pyotr Lebedev»،«إرنست نيكولز- Ernest F. Nichols»، و«غوردون هال – Gordon F. Hull».
وفي الستينات بعدما طبقت الافكار العلمية بانتاج أشعة الليزر Laser Radiation، وأصبح من الممكن دراسة ضغط الإشعاع باستخدام أشعة لبزربة مكثفة ومتزامنة. كان رائد هذا المجال هو آرثر آشكين، الذي أدت جهوده إلى ابتكار ملاقط ليزرية، وحصوله على الجائزة في عامه الـ96، ليصبح بذلك أكبر العلماء سنًا عند حصولهم على جائزة نوبل.
نجح آشكين في صناعة هذه الملاقط من خلال ملاحظة قدرة ضوء الليزر على دفع الجسيمات الصغيرة وتحريكها والإمساك بها أيضًا باستخدام ضغط الإشعاع للضوء، حيث تنجذب الجزيئات إلى حزمة الشعاع. يتم تسريع الجزيئات، وحصرها في ألياف بصرية مستقرة باستخدام قوة ضغط الإشعاع من ليزر مستمر. Cw beam Laser
ومن خلال اختيار الطول الموجي في نطاق قريب من الأشعة تحت الحمراء، Infrared أي من 800-1100 نانومتر، وفي عالم مجهري، تكون قدرة الكائنات الحية -مثل الفيروسات أو البكتيريا- على امتصاص الضوء سيئة، هنا يمكن استخدام الملاقط البصرية للإمساك بها من دون جراحة معقدة .
يتم تركيز شعاع الليزر عالي الكثافة من أجل صنع «مصيدة ليزرية laser trap» قادرة على حمل جسيم صغير في مركزها.
حيث يمكن في أكثر الأحيان بناء ملاقط ليزرية عن طريق تعديل مجهري قياسي Modification of a standard optical microscope
تستخدم الملاقط الليزرية كذلك في البحوث الأساسية والتطبيقات العملية لمجالات الكيمياء والطب والبيولوجيا والفيزياء الحيوية، حيث تعطينا فرصة جديدة لمراقبة آليات الحياة على المستوى الجزيئي والتحكم فيها.
ففي مجال الكيمياء والفيزياء الحيوية؛ ستقوم بالتقاط الجزيئات او الذرات بأصابع شعاع الليزر laser beam fingers ، وفي مجال البيولوجيا والطب ستقوم باحتجاز الفيروسات والبكتيريا، والخلايا الحية الأخرى، وفحصها والتلاعب بها أو تعديلها دون تعرضها للتلف.
يمكن لهذه الملاقط التي ٩ تستخدم اشعةالليزر لالتقاط أهداف صغيرة للغاية، وتمسكها باستخدام قوى ضئيلة ناجمة عن التفاعل مع الضوء. وقد أتاح ذلك للباحثين تحريك خلايا الدم داخل الشعيرات الدموية في أذن الفأر باستخدام الملقط، وكذلك إزالة الانسداد في شرايين الدم.واستخدم الباحثون الملاقط هذه كذلك في شل حركة كريات الدم الحمراء، محاكاةً لتأثير الانسداد الذي يسبب الجلطات الدموية. ونظرا لوجوب مرور الضوء عبر الأنسجة الحي، فإن هذه الملاقط تستطيع العمل لعمق 40 ميكرومتراً.