Pinzas ópticas : teoría y aplicaciones

Abstract

Cabe decir que la presente tesis se ha desarrollado en el marco del proyecto de investigación "Pinzas ópticas: aplicaciones en física coloidal y biológica", cuya finalidad es el estudio de las propiedades mecánicas de membranas en interacción con diferentes macromoléculas. Así, el objetivo de esta tesis es servir corno punto de partida para aquellos que deseen involucrarse con la técnica experimental. Por lo anterior, el trabajo está organizado de la siguiente manera: Se describe brevemente la historia de las pinzas ópticas y se discuten algunos conceptos de teoría electromagnética que muestran que al interaccionar la luz con la materia, aquella ejerce una presión sobre los objetos y en consecuencia una fuerza debido a la transferencia de momento, se explica además de manera cualitativa el atrapamiento de partículas dieléctricas, definiendo la fuerza la fuerza de dispersión y la fuerza gradiente. Presentamos dos modelos Existentes para calcular las fuerzas generadas por las la luz en unas pinzas ópticas. En particular desarrollamos con cierto detalle el modelo de la óptica geométrica hasta llegar a las expresiones para la fuerza gradiente y de dispersión, además de definir el factor de atrapamiento Q, mediante el cual hacemos un análisis del comportamiento de las fuerzas mencionadas para determinar los factores que intervienen en un buen atrapamiento. Otra parte está dedicado a mostrar los métodos empleados para calibrar las pinzas, además de las bases matemáticas que los sustentan. Asimismo, se hace una comparación entre los diferentes métodos de calibración. Por último, se presentan algunas investigaciones realizadas en diferentes disciplinas, en donde se puede ver el uso y la importancia de las pinzas ópticas.