Луч фонарика в тёмной комнате может удержать пылинку почти неподвижно — так работают оптические пинцеты. Но свет не только толкает частицу, он ещё и раскачивает её случайными пинками. Каждый поглощённый фотон бьёт по ней, словно невидимый молоточек. Авторы новой работы придумали световую ловушку особой формы. Она похожа на вращающееся седло, свитое из двух разных световых нитей — плавной гауссовой и вихревой лагерр-гауссовой, чьи частоты чуть-чуть различаются.

Вращающееся седло устроено хитро. Частица в нём не скатывается в яму, а постоянно балансирует на перегибе. Так шарик на спине разворачивающейся лошадки на карусели всё время ищет равновесие. Из-за этого пылинка почти не поглощает свет. А значит, меньше нагревается и получает меньше случайных толчков. К тому же она может размазываться в пространстве куда сильнее, чем в обычном пинцете. Это открывает дорогу к квантовым экспериментам с макроскопическими объектами. Частица способна находиться в двух местах одновременно, а её движение можно сжимать по неопределённости. Как если бы мы уменьшили дрожание маятника в одном направлении за счёт усиления в другом.

Самое практичное обещание работы — датчик усилий невиданной чувствительности. Если подвесить частицу в этом световом седле и следить за её дрожью, можно уловить толчок в десятки зептоньютонов. Для сравнения: чтобы сдвинуть один-единственный атом на поверхности кристалла, нужно примерно столько же. Такой прибор смог бы услышать шёпот единичных молекул или засечь гравитационное притяжение крохотных масс. И всё это в обычной лаборатории, без космического холода и многотонных установок.