Учені з Florida Polytechnic University та Youngstown State University вперше зафіксували лазероподібне випромінювання у вічках пера павича (Pavo cristatus). Після нанесення спеціального барвника на пір’я утворилися оптичні резонатори, що генерували когерентне жовто-зелене світло. Відкриття опубліковано в журналі Scientific Reports. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Як вічко пера павича перетворюється на лазер
Вічко пера, або eyespot, — це круглий райдужний малюнок на хвості павича, який птах демонструє під час шлюбних ритуалів. Дослідники виявили, що під мікроскопом ця зона містить наноструктури, здатні відбивати й підсилювати світло.
У ході експерименту вчені наносили на пір’я розчин флуоресцентного барвника rhodamine 6G. Після підсвічування лазером певні ділянки вічка випромінювали вузькі спектральні лінії у жовто-зеленому діапазоні. Це класична ознака когерентного світла, тобто лазера.
Лазер відрізняється від звичайного світла тим, що фотони «йдуть в ногу» — хвилі узгоджені за фазою. Для цього світло повинне відбиватися у замкненій структурі — оптичному резонаторі.
Аналіз показав, що всередині вічка пера є наноструктури, які утворюють такі резонатори. Саме вони дозволяють світлу відбиватися багаторазово та підсилюватися, поки не виникає вузький лазерний промінь. Вчені зафіксували дві стабільні довжини хвиль: близько 574 і 583 нанометрів — жовто-зелений спектр.
Дослідження біологічних лазерів може дати два важливі результати:
-
Для біології — новий спосіб досліджувати живі тканини та виявляти приховані наноструктури.
-
Для технологій — основа для створення біоінспірованих лазерів, що працюватимуть на природних матеріалах.
Автори статті зазначають, що точна будова цих резонаторів ще не до кінця зрозуміла. Вони припускають, що роль відіграють шари кератину та меланіну, характерні для пір’я павича.
Навіщо павичам лазери?
Чіткої відповіді на це питання немає. Біологи висувають гіпотезу: можливо, це частина складних візуальних сигналів, які сприймають інші павичі. Деякі птахи бачать в ультрафіолеті або розрізняють світлові ефекти, непомітні людині.
Втім, еволюційна роль лазероподібного випромінювання залишається темою для майбутніх досліджень.
Раніше ми писали про те, як нарвали використовують свої бивні: унікальні кадри з дронів
