Durante décadas, los rayos tractores capaces de mover materia a distancia pertenecieron exclusivamente a la ciencia ficción. Sin embargo, el físico Arthur Ashkin demostró que la luz concentrada podía ejercer una fuerza mecánica real y manipulable sobre objetos microscópicos, un invento que le valió el Premio Nobel de Física en 2018: las pinzas ópticas.
El fundamento de esta tecnología radica en el momento lineal de los fotones. Aunque las partículas de luz no tienen masa en reposo, sí transportan impulso. Al enfocar un rayo láser a través de una lente de microscopio de alta precisión, la luz se refracta al atravesar partículas dieléctricas transparentes, como una bacteria o una diminuta esfera de sílice. Por la tercera ley de Newton, el cambio de trayectoria de los fotones genera una fuerza de gradiente que atrae y sujeta el objeto en el punto de mayor intensidad lumínica, atrapándolo en un verdadero pozo tridimensional de luz.
La genialidad de este sistema reside en su delicadeza. A diferencia de las herramientas mecánicas tradicionales, las pinzas ópticas pueden sujetar, desplazar y rotar virus y glóbulos rojos vivos sin perforar sus membranas ni quemarlos. Además, actúan como dinamómetros ultraprecisos capaces de medir fuerzas mecánicas en la escala de los piconewtons (la billonésima parte de un newton).
Gracias a este instrumento, los investigadores han logrado medir los 'pasos' mecánicos de apenas 8 nanómetros que da la proteína cinesina al transportar nutrientes dentro de las células, e incluso estirar moléculas individuales de ADN para descifrar sus propiedades elásticas como si fueran un resorte microscópico.
Fuente: The Nobel Prize in Physics 2018 - Arthur Ashkin / Nature Reviews Physics
