Τα παγώνια κρύβουν ένα μυστικό κρυμμένο στα έντονα χρωματιστά φτερά της ουράς τους και αυτό είναι οι μικροσκοπικές ανακλαστικές δομές που μπορούν να ενισχύσουν το φως σε μια δέσμη λέιζερ.
Σύμφωνα με άρθρο στην ιστοσελίδα Science Magazine οι ερευνητές έβαψαν τα φτερά και τα ενεργοποίησαν με μια εξωτερική πηγή φωτός και ανακάλυψαν ότι εξέπεμπαν στενές δέσμες κιτρινοπράσινου φωτός λέιζερ. Η μελέτη των ερευνητών δημοσιεύτηκε αυτόν τον μήνα στο Scientific Reports και προσφέρει δεδομένα για το πρώτο παράδειγμα κοιλότητας λέιζερ στο ζωικό βασίλειο.
Ο Matjaž Humar, ερευνητής βιοφωτονικής στο Πανεπιστήμιο της Λιουμπλιάνα, ο οποίος δημοσίευσε πρόσφατα μια μελέτη για τα βρώσιμα λέιζερ, αποκαλεί τη μελέτη «καινοτόμο και εμπνευσμένη».
Τα λέιζερ δημιουργούνται όταν ένα λεγόμενο μέσο κέρδους, συχνά μια χρωστική ουσία, «αντλείται» με ενέργεια, η οποία διεγείρει τα ηλεκτρόνια του μέσου σε υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Όταν αυτά τα ηλεκτρόνια επιστρέφουν σε χαμηλότερες ενεργειακές καταστάσεις, απελευθερώνουν την ενέργειά τους εκπέμποντας φωτόνια συγκεκριμένων μήκων κύματος.
Αυτά τα φωτόνια, με τη σειρά τους, μπορούν να προκαλέσουν γειτονικά διεγερμένα άτομα να χαλαρώσουν και να απελευθερώσουν τα δικά τους φωτόνια. Το φως ενισχύεται περαιτέρω και ταξινομείται σε μια συνεκτική δέσμη, κάνοντάς το να αναπηδά μπρος-πίσω μέσα σε μια ανακλαστική κοιλότητα.
Σε ένα συμβατικό λέιζερ, η δέσμη τελικά περνάει μέσα από ένα μερικό κάτοπτρο. Αλλά σε ένα φυσικό λέιζερ, οι μικροσκοπικές ανακλαστικές υφές μπορούν να λειτουργήσουν ως κοιλότητες που ενισχύουν και απελευθερώνουν φως με διαφορετικούς τρόπους.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι τα φτερά παγωνιού εμφανίζουν επίσης «δομικό χρώμα» , τον τρόπο της φύσης χωρίς χρωστικές για να δημιουργήσουν εκθαμβωτικές αποχρώσεις.
Οι ταξινομημένες μικροδομές μέσα στα φτερά αντανακλούν το φως σε συγκεκριμένες συχνότητες, οδηγώντας στα έντονα χρώματα μπλε και πράσινο και στον ιριδισμό τους.
Ο φυσικός του Πολυτεχνικού Πανεπιστημίου της Φλόριντα, Νάθαν Ντόσον, και οι συνάδελφοί του ήθελαν να προχωρήσουν ένα βήμα παραπέρα και να δουν αν αυτές οι μικροδομές θα μπορούσαν επίσης να λειτουργήσουν ως κοιλότητα λέιζερ.
Αφού έβαψαν τα φτερά με μια κοινή χρωστική και τα άντλησαν με απαλούς παλμούς φωτός, χρησιμοποίησαν εργαστηριακά όργανα για να ανιχνεύσουν δέσμες κιτρινοπράσινου φωτός λέιζερ που ήταν πολύ αμυδρές για να τις δουν με γυμνό μάτι. Προέκυψαν από τις κηλίδες-ματιές των φτερών, σε δύο διακριτά μήκη κύματος. Παραδόξως, διαφορετικά χρωματισμένα μέρη των κηλίδων-ματιών εξέπεμπαν τα ίδια μήκη κύματος φωτός λέιζερ, παρόλο που κάθε περιοχή πιθανώς θα διέφερε στη μικροδομή της.
Αν αυτό ήταν απλή σύμπτωση, «θα ήταν σαν να ρίχνουμε δύο ζάρια 100 πλευρών και να παίρνουμε πάντα 74 από το ένα ζάρι και 83 από το άλλο», λέει ο Ντόσον.
Η μελέτη καταδεικνύει επίσης πώς βιολογικά υλικά θα μπορούσαν μια μέρα να παράγουν λέιζερ που θα μπορούσαν να τοποθετηθούν με ασφάλεια στο ανθρώπινο σώμα για να εκπέμπουν φως για βιοαισθητήρες, ιατρική απεικόνιση και θεραπευτικές μεθόδους.
