Вчені розробили лазер нового покоління на основі флуоресцентних білків медуз

Дослідники з шотландського Університету Сент-Ендрюса продемонстрували перший у світі поляритонний лазер на основі вирощених в лабораторії флуоресцентних білків медуз, який може допомогти започаткувати значний прогрес у таких галузях, як оптичні обчислення.

“Я завжди був зачарований матеріальними властивостями флуоресцентних білків”, – сказав Малте Гатер, професор Університету Сент-Ендрюса, який допоміг винайти лазер. “Вони мають дуже особливу молекулярну структуру, яка не схожа на структуру будь-якого з синтетичних матеріалів, які ми використовуємо”.

Поляритонні лазери відрізняються за своєю фізикою від звичайних лазерів, і потенційно більш ефективні при генерації світла на низьких енергетичних рівнях. Однак раніше вони виявилися непридатними для застосування в реальних умовах. Однією з причин цього є кріогенна температура, якої вони потребують для ефективної роботи.

• Майбутні чіпи можуть бути в 10 разів швидшими, і все завдяки графену
• Керівництво по продуктивності ПК в Call of Duty Modern Warfare 2 (2022): Найкращі налаштування для високого fps
• Процесори Intel Raptor Lake: Все, що ми знаємо про процесори 13-го покоління

“Поляритонні лазери доводилося експлуатувати при дуже, дуже низьких температурах – нижче температури, при якій газ азот стає рідиною – що не дуже зручно”, – пояснив Гетер.

Ці обмеження є однією з областей, в яких новий лазер на основі білка медузи покращує попередні поляритонні лазери, оскільки він може працювати при кімнатній температурі.

Таким чином, це може мати глибокий вплив на оптичні обчислення, як ми їх знаємо. “В оптичних обчисленнях важливо зменшити кількість енергії, яка необхідна для кодування одного біта за допомогою лазера”, – сказав Гетер. “У цьому контексті наявність лазера, який потребує значно меншої енергії, була б дуже важливою. Це те, що лежить в основі поляритонного лазерного поля”.

Іншим застосуванням лазера, на його думку, може бути створення “біосумісного, біоімплантованого джерела світла”. Цей крихітний лазер можна було б навіть вбудовувати в окремі клітини, і завдяки своїй білковій природі він не відторгався б ними. Водночас, його низькоенергетична робота не загрожує пошкодженням навколишніх тканин.

“Наявність дуже маленьких лазерів, які можна вбудовувати в живі істоти, дозволяє нам використовувати їх як своєрідний штрих-код”, – зазначив Гетер. “Добре відомо, що лазер випромінює дуже вузький спектр випромінювання, але також можливо мати лазери, які випромінюють різні спектри випромінювання. Це означає, що маючи лазери, які випромінюють дещо іншу довжину хвилі в клітини або тканини, можна буде використовувати їх як ідентифікатор, вимірюючи спектр”.

Щодо розгортання цієї нової технології, Ґетер припустив, що ми розглядаємо п’яти- або десятирічний період часу.

“Це виходить за рамки простої гіпотези”, – сказав він. “Ми продемонстрували, що можна створити поляритонний лазер на основі флуоресцентних білків. Чого ми ще не зробили, так це не використали лазер для чогось. Що стосується оптичних обчислювальних застосувань, я очікую, що ми зможемо побачити демонстрації, що підтверджують принцип, протягом наступних чотирьох-п’яти років. Такі ж терміни, ймовірно, справедливі і для біологічних застосувань, хоча після цього може пройти ще півтора десятиліття, перш ніж люди почнуть використовувати його в якості інструменту”.

Рекомендації редакції

• Чіп M2 Max від Apple може забезпечити новий рівень продуктивності для MacBook Pro
• Ідея графічних процесорів AMD нового покоління зародилася на серветці
• Цей обчислювальний прорив просто передав весь інтернет-трафік за 1 секунду
• Intel XeSS проти Nvidia DLSS і AMD Super Resolution: протистояння супердискретизації
• Що таке Intel XeSS і чим вона відрізняється від Nvidia DLSS?

Source: digitaltrends.com