Създадоха нов лазер от флуоресцентни протеини на медуза

Флуоресцентни протеини от медуза, отгледани в бактерия, са използвани за създаването на лазер за първи път, твърди ново изследване.

Пробивът представлява голяма стъпка в развитието на т.нар. поларитонови лазери, твърдят учените. (Поларитоните са квазичастици.) Тези лазери имат потенциала да бъдат много по-ефективни и компактни от конвенционалните и могат да отворят нови пътища в квантовата физика и оптичните компютри.

Традиционните поларитонови лазери използват неорганични полупроводници и трябва да бъдат охлаждани до невероятно ниски температури. По – нови технологии, базирани на органични електронни материали, като тези в OLED дисплеите (от organic light-emitting diode), могат да работят на стайна температура, но трябва да бъдат захранвани от пикосекундни (една трилионна от секундата) пулсове светлина.

Използвайки флуоресцентни протеини, които революционизираха образната диагностика, позволявайки на учените да наблюдават вътреклетъчните процеси, екипът е създал поларитонов лазер, който оперира на стайна температура и се захранва от наносекундни пулсации – само милиардна от секундата.

“Пикосекундните енергийни пулсации са хиляди пъти по-трудни от наносекундните, така че това опростява чувствително създаването на поларитоновите лазери”, казва Малте Гадер, професор в Училището по физика и астрономия в Университета Сейнт Андрюс в Шотландия, член на екипа изобретил новия лазер.

Гадер обяснява, че преди флуоресцентните протеини са използвани като маркер в живи клетки или жива тъкан, но сега учените са ги използвали за материал. Изследването доказва за първи път, че тяхната молекулярна структура е много подходяща за операции, в които се изисква изключително ярка светлина – например при превръщането им в лазери, казва още той.

Гадер и колегите му от Университета Вюрцбург и Дрезденския Технологичен Университет (и двата в Германия), променили генетично бактерия от типа е.коли, за да извлекат зелен флуоресцентен протеин (eGFP).

Учените запълнили оптични микрокухини с този протеин и използвали наносекундни пулсации, за да приведат системата в състояние да създаде лазерна светлина.

Поларитоновите лазери са почти неразличими от конвенционалните, но физичният процес, който ги създава е базиран на квантов феномен за усилване на светлината.

Новото откритие може да намери приложение в оптичните компютри, а малки лазери, базирани на биоматериали могат да бъдат използвани в медицината.