Allerkleinste duwtje van lichtdeeltjes wordt gezien

In de microwereld wordt licht vaker voorgesteld als een deeltjesverschijnsel (fotonen) dan als een golf. En net zoals biljartballen kun kinetische energie aan elkaar doorgeven wanneer ze botsen, oefenen ook lichtdeeltjes een kracht uit op de materie waarop ze invallen. Die ‘optische kracht’ is van cruciaal belang in domeinen als de nanotechnologie en de celbiologie. Ze speelt bijvoorbeeld een rol in de vele interacties die de cellulaire functies bepalen en in de beweging en de structuur van DNA.

De wetenschap is al zover gevorderd dat deze optische kracht gericht kan worden gebruikt, bijvoorbeeld om kleine deeltjes, ter grootte van een bacterie, op een precieze manier te sturen. Maar in vloeistoffen misten onderzoekers die controle over de optische kracht. Jammer, want ontelbaar vele microbiologische processen spelen zich af in een waterige omgeving. Tot nu, want Belgische en Amerikaanse fysici van respectievelijk de Vrije Universiteit Brussel en van Harvard University hebben een nieuwe methode ontwikkeld om optische krachten in vloeistoffen te meten.

De wetenschappers, waaronder Vincent Ginis – vorig jaar nog een van de laureaten van de Eos Pipet – ontwikkelden niet alleen een nieuwe tool, ze verbeterden meteen ook het wereldrecord door met de allergrootste precisie microscopische gevoeligheden in vloeistoffen op te meten. Een record dat niet meer kan worden aangescherpt, want de nieuwe techniek flirt met de fundamentele limiet van de zogenaamde brownse beweging, de grillige ‘dronkemanswandeling’ die elk molecuul of atoom uitvoert.

Volgens Ginis opent de meettechniek een nieuwe wereld van spectroscopie en microscopie. ‘Nu we een dergelijke extreme gevoeligheid hebben bereikt zijn we ook in staat om het fascinerende landschap van optische krachten helemaal te verkennen. Hiermee kunnen we belangrijke vooruitgang boeken in het begrijpen, het voorspellen én het beïnvloeden van vele microscopische processen in biologische systemen.’