Uma impressão artística do experimento ótico-pinças
Ruído browniano pode ser colorido
Um aspecto importante do movimento browniano previu há décadas tem sido observado pela primeira vez por pesquisadores na Europa.A equipe mediu como micrômetro de tamanho esferas interagir com um líquido que rodeia e têm mostrado que as esferas "lembrar" o seu movimento anterior. Sua técnica experimental, a alegação de pesquisadores, poderia ser usado como um sensor de biofísica.
Famosa explicado por Albert Einstein em 1905, o movimento Browniano descreve o movimento errático de uma minúscula partícula em um fluido. É causada pelo grande número de pequenas "chutes" que a partícula recebe como resultado do movimento térmico do fluido. Inicialmente, Einstein e outros físicos acreditavam que esses chutes de ser independente do movimento da partícula e ser caracterizada por ruído branco.

Lembrando-se de movimento

Em meados do século 20, porém, os físicos começaram a perceber que quando as densidades das partículas e fluidos são semelhantes, os chutes não são completamente aleatórios. Em vez disso, "correlações persistentes" são previstos entre os movimentos do fluido e da partícula. Estes surgem porque partículas que se deslocam através de um fluido fará com que o fluido que envolve mover-se, que por sua vez afetará o movimento da partícula e assim por diante. Por exemplo, uma pessoa nadando a uma velocidade constante vai puxar um pouco da água ao redor com eles. Mas se parar de repente, eles vão se sentir um impulso para a frente a partir da água em movimento. Pesquisadores se referem a isso como "memória hidrodinâmica", mas a sua observação permaneceu uma incógnita para as pequenas partículas que sofrem único movimento browniano.
Agora, Sylvia Jeney na EPFL, na Suíça e colegas na Suíça e na Alemanha afirmam ter visto evidências claras para esse efeito nos movimentos browniano de partículas. Suas medidas são baseadas na idéia de que essa "memória" hidrodinâmica dá origem ao espectro de energia da partícula que está sendo descrito pelo "ruído de cor", em vez de ruído branco.
No contexto do movimento browniano, o ruído branco significa que a partícula oscila com a mesma magnitude (ou poder), independentemente da freqüência da flutuação. Jeney experimentos, no entanto, mostram que realmente têm freqüências mais altas magnitudes mais elevadas de flutuação - o que significa que o ruído não é mais branca, mas é colorido.

Armadilha especializados

Jeney grupo fez a medição, aprisionando uma esfera melamina única micrômetro de tamanho em pinças ópticas criado por um feixe de laser bem focada. Embora semelhante a um comercial de set-up já utilizado por biofísicos, os pesquisadores passaram vários anos otimizando seus aparelhos. Em particular, eles melhoraram a resolução temporal do sistema por um fator de 1000 e aumentou sua resolução espacial para que ele possa medir distâncias de menos de um nanômetro.
Os experimentos envolveram partículas único preso pela pinça e imersa no líquido. Os parâmetros do experimento foram escolhidos para que o tempo que leva para o líquido a difundir sobre o diâmetro da partícula é de cerca de um sexto do tempo que leva para a esfera para alcançar sua posição de equilíbrio na pinça. Este tempo de difusão é a escala de tempo em que a memória hidrodinâmica está prevista para ocorrer e, portanto, o set-up permitiu aos pesquisadores estudar o comportamento correlacionados.
"Atualmente, há dois ou três laboratórios no mundo que têm similares de alta precisão set-ups", explica Jeney. Ela diz que a equipe quer estabelecer a técnica de óptica-caça com armadilhas como uma ferramenta avançada biofísicos.