Під дією лазерного променя # 40; червоний) скляну кульку діаметром ок. 300 нм повинен «левитировать», демонструючи високу чутливість до впливу гравітації. Внесення золотого стержня на відстань близько декількох нанометрів від кульки дозволить заміряти її дію на невеликих дистанціях
Для захоплення частки «оптичний пінцет» використовує сфокусований лазерний пучок. Градієнт інтенсивності випромінювання затягує частку в область перетяжки пучка, тоді як тиск світла виштовхує її у напрямку оптичної осі. Коли градиентная сила домінує - частка спіймана в області точки фокусу; в іншому випадку частинка рухається вздовж оптичної осі
З чотирьох фундаментальних взаємодій гравітація - саме зрозуміле і доступне нам. Але за дивною іронією, для фізиків вона стала як раз найважчим для точного наукового опису і включення в єдину картину. Для об'єктів космічних масштабів, розділених космічними ж відстанями, вплив її точно виміряна, розраховане і передбачувано. Але ось як гравітація поводиться на мікроскопічному рівні, порядку мільйонних часток метра, де домінують зазвичай електромагнітні сили, відомо вкрай мало. І, як водиться, недолік знань стимулює найгарячіші дискусії і найрізноманітніші гіпотези.
Фізик з американського Національного інституту стандартів і технологій (NIST) Ендрю Джерачі (Andrew Geraci) говорить: «Існує багато теорій, що пропонують власні погляди на те, як проявляє себе гравітація на таких масштабах. Однак перевірити їх нелегко, оскільки надзвичайно складно зблизити предмети на потрібну відстань і при цьому з необхідною точністю вимірювати їх відносне зміщення ». Саме для цього Джерачі і його команда запропонували поставити оригінальний експеримент.
Для початку слід взяти крихітну - близько 300 нм в діаметрі - скляну сферу і помістити її під вплив пучка лазерного випромінювання з довжиною хвилі 1,5 мкм. Сфера виявиться як би підвішеною в межах лазерного променя, що дозволяє звести практично до нуля вплив тертя. Сфера зможе рухатися уздовж променя, але якщо діаметр його буде майже збігатися з її діаметром, що не буде його залишати.
Така схема, відома під назвою «оптичного захоплення» (optical trapping), використовується для ряду нанотехнологічних завдань - скажімо, для так званого «оптичного пінцета». Градієнт інтенсивності випромінювання затягує крихітну частку і утримує її майже так, як крутяться урагани захоплюють за собою предмети побільше.
Рухи сфери, не стиснутої тертям, будуть високо чутливі до впливу зовнішніх сил - включаючи гравітаційний вплив якогось досить важкого об'єкта, який може з'явитися поблизу. Це може бути золотий стрижень, який вчені пропонують наблизити до сфери на найменше відстань - близько кількох нанометрів, в тисячі разів менше діаметра людського волосся. Під тяжінням стрижня сфера злегка змінить своє положення, що і можна виміряти іншим лазерним променем (довжиною хвилі 1 мкм). Спостереження за ефектами гравітації будуть проведені з такою точністю, з якою цього ще ніхто і ніколи не робив. У сотні тисяч, а то і мільйони разів чутливіші, ніж вже поставлені експерименти.
Читайте також про те, чому для високоточних вимірювань гравітаційного поля Землі вчені стали скидати з вежі одного університету дорогі прилади: «Упустити, щоб виміряти».