Бактериородопсин замедляет свет в триллионы раз

Изображенный тут Белок бактериородопсин способен творить чудеса с падающим на него светом

Светочувствительный Белок бактериородопсин, вырабатываемый некоторыми бактериями, способен замедлять резвость распространяющегося свет�� до 0, 1 мм/сек. Технологические перспективы этого открытия самые многообещающие.

Одним из наиболее громких достижений оптики последних лет стало замедление свет�� до " человеческих скоростей " и консервация свет��вого импульса (подробности см. В заметке Свет: остановка по требованию?). Этот успех имеет огромное значение как для фундаментальной науки, так и для наукоемких технологий, к примеру для оптоэлектроники. Эти эксперименты, Впрочем, далеко не так уж просты с технической точки зрения. Требуется немалая сноровка как для " приготовления " того вещества, которое будет замедлять свет��вой импульс, так и для управления его замедляющими характеристиками.

в этой ситуации настоящей сенсацией стала опубликованная на днях работа 2-х физиков из Массачусетского университета в Бостоне P. Wu and D. V. G. L. N. Rao, Physical Review Letters, 95, 253601 (12 December 2005). Авторы работы говорят, что групповая резвость распространения свет��вого импульса через полимерную пленку с высокой концентрацией белка бактериородопсина составляла менее 0, 1 мм/сек, что на 12 порядков меньше скорости свет�� в вакууме!

Белок бактериородопсин вырабатывается бактериями Halobacterium salinarum и служит для них электростанцией, при помощи которой энергия зеленого свет�� утилизируется для производства АТФ. Под действием свет�� в белке запускается процесс циклических фотопревращений, скоростью и направлением которых можно нетрудно управлять при помощи внешнего источника свет��. Подробное описание и тематическую библиографию можно обнаружить на странице Bacteriorhodopsin.

Авторы работы приводят результаты опытов, где пленка толщиной всего десятую долю миллиметра, освещенная управляющим лазером, задерживала прохождение сигнального свет��вого импульса без изменения его формы. В зависимости от параметров управляющего лазерного свет�� длительность задержки широко варьировалась и достигала даже 1 секунды, при этом прозрачность пленки для этого импульса всегда оставалась близкой к 100%.

Трудно даже перечислить все преимущества нового подхода по сравнению со стандартными методиками. Вот определенные их них:


возможность изменения скорости распространения свет�� в широчайших пределах с на практике нулевым поглощением и отсутствием искажений сигнала;
полностью оптическое управление скоростью распространения свет��;
замедление работает одинаково для сигналов произвольной формы;
работа идет при комнатной температуре без какого-либо специального температурного режима;
производство вещества давно налажено и оно доступно в продаже;
вещество отличается высокой свет��-, температуро- и химической устойчивостью и безвредно для природных факторов;
мощность, которая Требуется для этого эксперимента, составляет доли милливатта.

заметим, что каждый из этих пунктов уже дает существенный прогресс по сопоставлению с альтернативными методиками.

в принципе, бактериородопсин уже применялся в технологии и прежде: его способность менять цвет Под действием свет�� используется для оптического складирования информации. Впрочем никто не ожидал, что Этот Белок приведет к столь кардинальному упрощению и удешевлению целого направления современных технологий. Слова " прорыв " и " революция " будут, вероятно, слишком блеклыми для описания всех тех перемен, которые может повлечь за собой это открытие.

Однако, если оно, само собой, подтвердится .