Американские ученые из Флоридского политехнического университета и Университета штата Янгстаун открыли в хвостовом перье павлина уникальные наноструктуры, которые способны выравнивать и рассеивать свет подобно лазеру.
Об этом сообщает ProIT
Наноструктуры в перьях павлина и лазерный эффект
Ярко-синие и зеленые оттенки хвоста павлина возникают благодаря сложным наноструктурам, расположенным в цветных пятнах пера. Исследовательская группа нанесла специальный краситель на различные участки оперения, чтобы выявить структуры, способные излучать характерное свечение. Выяснилось, что эти участки обладают уникальными свойствами: они выравнивают световые волны, отражая их вперед и назад, фактически создавая желто-зеленые лазерные лучи.
Термин «лазер» происходит от английского Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света путем вынужденного излучения). Когда свет попадает на атомы определенных материалов, таких как красители или кристаллы, они начинают взаимодействовать и порождать поток фотонов.
Роль оптических резонаторов в природном лазере
Для появления настоящего лазерного луча необходимо точное выравнивание растущих волн и параллельность их фаз. Один из способов достичь этого — создание условий для многократного отражения волн в замкнутом пространстве, известном как оптический резонатор.
Исследователи обнаружили доказательства существования в перьях павлина оптических полостей в виде наноструктур-резонаторов. Каждая из таких полостей излучает две слабые длины волн: зеленую и желто-оранжевую. Несмотря на то, что точная структура, ответственная за выравнивание усиленного света, остается неизвестной, ученые отмечают, что расположение этих резонаторов по всей поверхности пера и излучение идентичных длин волн свидетельствуют о необычном физическом процессе.
Определение физических свойств этих резонаторов может привести к прогрессу лазерной технологии или предоставить биологам новый инструмент для анализа живых материалов. Что касается павлинов, то мы можем только догадываться, зачем эволюция встроила лазеры в их оперение, которое потрясающе переливается.
По мнению авторов исследования, дальнейшее изучение таких природных лазерных систем может способствовать развитию новых биотехнологий и совершенствованию лазерных устройств. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.