Traktorstrahl: Hin und zurück durch die Laserröhre

Ein röhrenförmiger Laserstrahl dient australischen Wissenschaftlern als Traktorstrahl. Sie können damit aber nicht nur ziehen, sondern auch schieben.

Artikel veröffentlicht am 20. Oktober 2014, 17:55 Uhr, Werner Pluta

Shvedov (l.) und Hnatovsky mit dem hohlen Laser: Transport über mehrere Meter möglich (Bild: ANU)

Wissenschaftler haben einen Zwei-Wege-Traktorstrahl entwickelt: Damit können sie Objekte anziehen, aber auch wegschieben. Die Forscher der australischen Nationaluniversität (ANU) in Canberra stellen das System in der Fachzeitschrift Nature Photonics vor.

Der Traktorstrahl besteht aus einem röhrenförmigen Laser. Die Forscher haben damit kleine, mit Gold beschichtete Glashohlkörper im Inneren des Strahls bewegt. Der Laser trifft auf einen Teil von deren Oberfläche und erwärmt diese Stelle. Kollidieren Luftteilchen mit den erwärmten Stellen, werden diese von dort weg katapultiert. Der Rückstoß bewegt das Glasobjekt in die entgegengesetzte Richtung.

Laser polarisieren

Um so ein Objekt gezielt zu bewegen, müssen die Wissenschaftler die richtige Stelle erhitzen. Das machen sie, indem sie die Polarisierung des Lasers verändern. "Wir können sanft problemlos von einer Polarisation zu einer anderen wechseln und den Partikel auf diese Weise stoppen oder die Richtung nach Belieben ändern", erklärt Cyril Hnatovsky.

Die Glashohlkörper haben einen Durchmesser von etwa 0,2 Millimetern. Mit dem Traktorstrahl ließen sie sich gut 20 Zentimeter weit bewegen. Das ist etwa um das Hundertfache mehr als bei vorherigen Versuchen.

Labor zu klein

Von der Strecke her wäre sogar noch mehr drin gewesen: "Weil Laser die Qualität ihres Strahls auf lange Distanzen bewahren, könnte das auch über mehrere Meter funktionieren", sagt Vladlen Shvedov. "Unser Labor war nur einfach nicht groß genug, um das demonstrieren."

Der Traktorstrahl könnte beispielsweise dazu eingesetzt werden, um die Luftverschmutzung zu überwachen oder um Proben von gefährlichen Substanzen zu nehmen.

Vor einigen Jahren haben Forscher der ANU um Andrei Rode schon einmal einen Traktorstrahl aus einem hohlen Laserstrahl vorgestellt. An dieser Arbeit waren Shvedov und zwei seiner Kollegen bereits beteiligt.