Laserbaserade "optiska pincetter" kan sväva uran- och plutoniumpartiklar, vilket möjliggör mätning av kärnkraftsrekyl under radioaktivt sönderfall. Denna teknik, föreslagits av forskare vid Los Alamos National Laboratory, tillhandahåller en ny metod för att genomföra den radioaktiva partikelanalys som är väsentlig för kärnteknisk kriminalteknik.

"Vår idé bygger på att fånga en partikel med hjälp av 'optisk pincett, 'en teknik som är föremål för årets Nobelpris i fysik, "säger Alonso Castro från Labs Actinide Analytical Chemistry -grupp, en av författarna till en ny artikel i tidningen Fysisk granskning A . "Det är bara lämpligt att [Nobelpristagaren] Arthur Ashkins uppfinning fortfarande ger ny vetenskap även efter 30 år."

Teamets arbete visar att för mikrometer- och submikrometerpartiklar, den kinetiska partikelns kinetiska energi, eller dotterpartikel, kan bestämmas mycket exakt genom att mäta rekylen för provpartikeln som svävs i en laserdriven optisk fälla. Provpartikeln absorberar helt rekylmomentet i dotteratomen vilket resulterar i en väldefinierad oscillation i fällans harmoniska potential.

"För tillämpningar som kärnteknisk analys, denna teknik kan ha betydande värde. Än så länge, vi har kunnat hålla uranpartiklar i optiska fällor, och vi finner att det håller dem på plats, med sin svängningsenergi 'kyld, 'ger oss möjlighet att se rekylen när dotteratomens rörelse orsakar förskjutning av provet, sa Castro.

"Nästa steg skulle vara att mäta dessa förskjutningar och sedan beräkna rekylens energi. Effekten av vårt tillvägagångssätt är att det mycket snabbt kan bestämma den isotopiska sammansättningen av de typer av nanometer och mikrometerstora partiklar som finns i kärntekniska kriminaltekniska scenarier, " han sa.

Kärnteknisk kriminalteknik är undersökning av kärnvapen och andra radioaktiva material för att bestämma materialets ursprung och historia i samband med brottsbekämpningsundersökningar eller bedömning av sårbarheter i kärnsäkerhet. Los Alamos bedriver ett brett spektrum av kärnteknisk rättsvetenskap till stöd för laboratoriets nationella säkerhetsuppdrag.