Pensele laser, cunoscute și sub denumirea de pensete optice, folosesc raze laser pentru a prinde particule microscopice sau nanoscopice cu o poziționare tridimensională precisă. Fasciculele laser profită de un fenomen numit nepotrivire a indicelui de refracție. Vedem asta ori de câte ori ne uităm la un pai într-un pahar cu apă. La scară mică, îndoirea subtilă a luminii de către particulă are ca rezultat transmiterea impulsului către aceasta, proiectând o mică forță atractivă sau respingătoare. Rezultatul este o precizie extrem de fină și control asupra unei singure particule din fascicul, control pe scale sub-nanometrice.
Penseta laser funcționează numai atunci când materialul folosit este dielectric, adică un izolator care este opus câmpurilor electromagnetice. Un laser focalizat în pensetă generează un câmp electromagnetic sub formă de lumină condensată. Abordarea laser poate fi folosită pentru a levita bacterii, viruși și chiar atomi și molecule unice. Pentru multe aplicații, eșantioanele minuscule sunt atașate la o perlă microscopică puțin mai mare. Mai multe pensete laser pot fi folosite chiar și pentru a trage părți dintr-o moleculă, întinzând-o și permițând oamenilor de știință să observe cum se prinde înapoi. Acest lucru este incredibil de util în elucidarea proprietăților lor chimice subtile.
Fenomenul de împrăștiere optică prin particule microscopice a fost raportat pentru prima dată de către omul de știință de la Bell Labs, Arthur Ashkin, în 1970. Apoi, în 1986, omul de știință Steven Chu și alții au scris o lucrare pe această temă și au îmbunătățit foarte mult sistemele. Dr. Chu a continuat să aplice pensetele laser într-o mare varietate de zone utile, inclusiv răcirea atomilor prin oprirea lor în loc și a câștigat Premiul Nobel pentru fizică în 1997 pentru munca sa grea.
Pensele cu laser au fost de neprețuit în studiul în caracteristicile minuscule ale mașinilor biologice, cum ar fi motoarele biologice omniprezente care conduc mișcarea în celulă. Acest lucru contribuie la știința emergentă a nanotehnologiei și extinde foarte mult cunoștințele noastre despre biologie. Sondarea cu pensete laser a citoscheletului celulelor a ajutat oamenii de știință să creeze o hartă de înaltă rezoluție a celulei, cu mai multe detalii decât ar fi putut produce alte abordări. Pensele cu laser continuă să fie un domeniu fierbinte de cercetare, cu echipe îndrăznețe de la Berkeley, Stanford, MIT și multe alte universități care exploatează posibilitățile de investigare pe care tehnologia le are de oferit.