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Es sieht aus wie ein schwebendes Nanokügelchen: Mit diesem Lasersensor können kleinste Kräfte gemessen werden.

Bild: ETH Zürich

Ultra-empfindlicher Sensor Im Rampenlicht

11.10.2017

Sehr geringe Kräfte zu messen, ist eine Herausforderung. Forscher der ETH Zürich haben dafür nun einen ultra-empfindlichen Sensor entwickelt. Er ist besonders sensibel, da die Umgebungseinflüsse auf ihn stark reduziert wurden.

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Im Laser schwebend

Um sehr geringe Kräfte zu messen, muss ein Sensor extrem empfindlich sein. Die Sensibilität eines Sensors lässt sich erhöhen, indem die Wechselwirkungen mit der Umgebung möglichst gering gehalten werden. Wissenschaftler der ETH Zürich haben dafür eine neue Methode entwickelt. Sie fangen mit einem gebündelten Laserstrahl ein kugelförmiges Nanopartikel aus Siliziumdioxid, dessen Durchmesser etwa hundert Mal kleiner ist als ein menschliches Haar, ein. Der Strahl bildet eine so genannte optische Pinzette, in der Lichtkräfte das Nanokügelchen im Brennpunkts des Strahl festhalten. Wird das Kügelchen aus seiner Ruheposition verschoben, wirken zusätzliche Kräfte auf es ein. Diese können mit einem weiteren Laserstrahl gemessen werden. Um die Umwelteinwirkungen möglichst gering zu halten, befindet sich die optische Pinzette in einer Vakuumapparatur. Dadurch kommt es zu keinen Zusammenstößen mit Luftmolekülen.

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