Физики создали лазер, используя белки медуз

Физики создали лазер, используя белки медуз

Физики из Великобритании и Германии разработали поляритонный лазер на основе зеленого флуоресцентного белка, работающий при комнатной температуре. В устройстве используется белок, синтезируемый модифицированными бактериями кишечной палочки, а в природе его аналоги встречаются у некоторых медуз.

Об этом сообщает N+1 со ссылкой на Science Advances.

Ученые предполагают, что такой лазер может найти применение как в медицинской диагностике, так и в исследованиях квантовой физики.

Традиционные лазеры основаны на вынужденном излучении, возникающем, например, при переходе электронов в возбужденном атоме с одного энергетического уровня на другой, соответствующий меньшей энергии. Разница между этими энергиями излучается в виде фотона с определенной длиной волны. Излучение лазеров называется вынужденным, потому что оно запускается взаимодействием возбужденного атома с фотоном извне. 

В работе лазера есть фундаментальные ограничения — количество электронов, находящихся на возбужденных уровнях, ограничено. На одном и том же уровне не может быть двух одинаковых электронов. В результате этого мощные лазеры обладают небольшой эффективностью возбуждения. Обойти этот запрет можно в других системах — поляритонных лазерах. 

В поляритонных лазерах источником фотонов являются не возбужденные атомы, а квазичастицы, называемые экситонами. Квазичастицами называют специальные объекты, придуманные для описания явлений в твердом теле. За ними скрываются сложные многочастичные процессы, которые с помощью квазичастиц можно свести к сравнительно простым уравнениям.

Ученые использовали в качестве среды, в которой возникали экситоны, зеленый флуоресцентный белок — eGFP. В лабораторной практике подобные вещества часто используются в качестве меток для различных структур клеток. eGFP представляет собой цилиндр из 11 белковых листов, внутри которого заключен активный центр. В эксперименте белок синтезировали с помощью модифицированных бактерий кишечной палочки.

Тонкий слой флуоресцентного белка (около 500 нанометров) поместили между двумя зеркальными слоями. Поляритоны возникали в материале при освещении светом с длиной волны в диапазоне 400-500 нанометров (синий свет). В результате возникает излучение с длиной волны 508 нанометров. 

Авторы отмечают, что высокая эффективность и возможность лазера работать при комнатной температуре связана с геометрией белковых молекул. 







Интересные новости
НАСА скрывает правду о Марсе: на планете нашли не только воду
Сенсация!!! Космонавты нашли ад!
Ученые выяснили, что у Сфинкса не было человеческого лица
Японский астронавт запустил в космосе бумеранг
Человечество могло разделиться на два вида
Блок рекламы


Похожие новости

NASA вперше встановило двосторонній лазерний зв’язок між Землею і космосом на великій відстаніNASA вперше встановило двосторонній лазерний зв’язок між Землею і космосом на великій відстані
В Іспанії виявили «виключну» мозаїку із зображенням горгони МедузиВ Іспанії виявили «виключну» мозаїку із зображенням горгони Медузи
Німеччина випробувала лазерну зброю проти дронівНімеччина випробувала лазерну зброю проти дронів
Ученые создали «наномашины», способные убивать ракУченые создали «наномашины», способные убивать рак
Ученые создали «живую кожу» для роботовУченые создали «живую кожу» для роботов
Ученые создали отряд крыс-спасателей для помощи жертвам землетрясенийУченые создали отряд крыс-спасателей для помощи жертвам землетрясений
Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) создали акустическую систему, равную по толщине листу бумагиУченые из Массачусетского технологического института (MIT) создали акустическую систему, равную по толщине листу бумаги
Украине тоже пригодится: в США испытали лазерную систему уничтожения ракетУкраине тоже пригодится: в США испытали лазерную систему уничтожения ракет
Ученые создали робота-крысу, который может искать людей под заваламиУченые создали робота-крысу, который может искать людей под завалами
Учёные создали метаматериал, который сделает МРТ-сканирование мозга дешевле и быстрееУчёные создали метаматериал, который сделает МРТ-сканирование мозга дешевле и быстрее
Последние новости

Подгружаем последние новости