• РЕГИСТРАЦИЯ

В лаборатории получена новая структура света: хиральный вихрь

12 806

Международная исследовательская группа создала новую структуру для света, названную «хиральным вихрем», что знаменует собой прорыв в нашем понимании взаимодействия света и материи. В частности, эта структура позволяет легче и точнее определять хиральность молекул, что является фундаментальным аспектом при разработке лекарств и передовых оптических технологий. Отличительной особенностью хирального вихря является его способность взаимодействовать с хиральными молекулами, то есть молекулами, существующими в двух вариантах (лево- или правостороннем), каждый из которых является зеркальным отражением другого.

Эта новая форма света создается путем объединения двух пучков света с противоположными круговыми поляризациями, создавая хиральную кривую, которая меняет форму в зависимости от своего положения в пространстве. Электрическое поле этой формы света прослеживает хиральную кривую во времени, формируя вихревую структуру, которая взаимодействует с хиральными частицами точным и стабильным образом.

Последствия этого открытия весьма обширны. Позволяя более точно определять хиральность молекул, хиральный вихрь может улучшить процессы разработки лекарств, где хиральность играет важную роль. «Традиционные измерения хиральности затрудняют определение концентрации право- и левовращающих молекул в образцах, содержащих почти равное количество тех и других. С помощью нашего нового метода можно обнаружить крошечное превышение концентрации одного из зеркальных близнецов, которого может быть достаточно, чтобы изменить ход всей жизни», — говорит доктор Никола Майер, постдокторский исследователь из Института Макса Борна, в пресс-релизе университета. Работа, описанная в журнале Nature Photonics, была проведена командой из Института Макса Борна в сотрудничестве с Королевским колледжем Лондона, Имперским колледжем Лондона и Университетом Триеста (Италия).

Применение в оптике и медицине

Хиральный вихрь может быть использован в различных оптических приложениях, от оптического пинцета до манипулирования наноструктурами. Например, циркулярно поляризованные вихревые лучи могут закручивать материалы на молекулярном уровне, формируя хиральные наноструктуры, перенося «спиральность» света на материю, в частности, путем «прямой записи» с помощью фемтосекундного лазера.

Кроме того, эта новая форма света позволяет обнаруживать хиральные биомаркеры быстрее и менее инвазивно, чем традиционные химические методы. Это связано с тем, что концепция хирального топологического света использует глобальные свойства вихревого света и высокую чувствительность синтетического хирального света. Другими словами, вместо того чтобы фокусироваться на структуре света в пространстве, этот метод кодирует хиральность света во времени, создавая трехмерную хиральную кривую во время лазерного цикла. Это позволяет получать сверхбыстрые, нелинейные оптические сигналы, которые являются «энантиочувствительными», то есть чувствительными к хиральным молекулам, с непревзойденной точностью.

Понимание хирального вихря

Этот новый метод позволяет преодолеть основное ограничение традиционных оптических пучков, пространственный масштаб которых намного больше, чем у хиральных молекул. Создав синтетический источник хирального света с вихревыми пучками, исследователи теперь могут обнаружить тонкие различия между так называемыми «правосторонними» и «левосторонними» молекулами даже в разбавленных смесях. Это открывает путь к применению в химии, биологии и даже квантовых вычислениях, где хиральность может быть использована для кодирования информации в квантовых битах.
«Сосредоточившись на обнаружении вращающейся картины света, излучаемого молекулами, гораздо проще обнаружить и интерпретировать незначительные различия в хиральности разбавленных образцов. Кроме того, благодаря вращающемуся характеру лазерного луча, который мы разработали, получаемые сигналы устойчивы к таким распространенным «подводным камням» лабораторных экспериментов с хиральностью, как колебания интенсивности света, что позволяет большему числу людей заниматься этой работой», — говорит профессор Ольга Смирнова из Института Макса Борна. Более того, эта технология может в один прекрасный день повысить вычислительную мощность квантовых компьютеров за счет увеличения объема данных, которые могут переносить отдельные «квантовые биты».

На пути к рынку? Не совсем...

Несмотря на перспективность, эта технология также сопряжена с серьезными проблемами. Производство источников света, способных создавать хиральные вихри в коммерческих масштабах, потребует технологических достижений, которые в настоящее время недостижимы. Однако первые шаги, предпринятые исследовательскими группами, весьма обнадеживают.

В частности, устойчивость получаемых сигналов к колебаниям, характерным для лабораторных экспериментов с хиральностью, позволяет избежать ошибок, связанных с изменением интенсивности света в их системе, что уже является очень хорошим началом. Теперь исследователи планируют продолжить изучение возможностей применения технологии.

https://masterok.livejou...

Учёный не политик, его не купишь

    Что ж ты, джентльмен, сдал назад?

    Так вот почему британцы вдруг резко расхотели  отправлять наземные войска на Украину? The Times приводит сегодня слова коммодора авиации Блайта Кроуфорда, который до прошлой недели...

    Стойкость и мужество советского Солдата...

    Помним... Гордимся и чтим Память Героев...На этой фотографии запечатлен 19-летний красноармеец Сергей Корольков, взятый в плен немецкими войсками в июле 1941 года у хребта Муста-Тунтури...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Neiro 23 апреля 12:40

      Полет на Марс грозит космонавтам слабоумием

      Мы уже выясняли к чему приведет Размножение в космосе и вообще Чего нельзя сделать в космосе, но оказывается это еще не все. Наши радужные мечты о покорении далеки планет или даже уже банальный и давно планируемый полет к Марсу достаточно опасен. Известно, что наша физиология не приспособлена для жизни в отсутствие гравитации. Мышцы тела, включая...
      783
      Neiro 20 апреля 19:41

      Почему многие физики уверены, что наша Вселенная — это голографическая иллюзия

      Природа и происхождение нашей Вселенной является предметом бесконечных споров и самых разнообразных теорий. В последнее время в среде учёных-физиков появилась новая основа для понимания космоса. Они считают, что вся Вселенная, включая нашу планету, а также всю жизнь на Земле, на самом деле является сложной голографической иллюзией. На чём основана эта радикальн...
      1502
      Neiro 20 апреля 17:35

      Ученые пытаются разгадать загадку «молочных морей» — таинственного свечения океана

      В январе 1967 года во время плавания судна SS Ixion по Аравийскому морю команда корабля наблюдала настолько странное явление, что оно показалось им чем-то из области научной фантастики: насколько хватало глаз, окружающий океан излучал жуткое молочное свечение. «Море от горизонта до горизонта во всех направлениях приобрело фосфоресцирующее свечение, не ярк...
      454
      Neiro 19 апреля 13:48

      Ученые вырастили куриное мясо в лаборатории

      Исследователи из Токийского университета совершили прорыв в создании искусственного мяса, разработав биореактор, имитирующий кровеносную систему. Это позволило вырастить реалистичные куриные мышцы без использования традиционного животноводства. Новая система, описанная в журнале Trends in Biotechnology, произвела более 10 граммов структурированного куриного мяс...
      281
      Neiro 18 апреля 16:50

      В Америке аутизм уничтожает детей

      Доктор биологических наук Анча Баранова - о резком росте числа случаев аутизма среди детей в США: Новая статистика вышла, которую давно ждали. Частота случаев диагностики заболеваний аутистического спектра в США возросла до 1 на 31 для восьмилетних детей. В 2016 году аутизм был диагностирован у 1 из 54 из 8-летних детей. В 2000 году это был всего лишь 1 с...
      573
      Neiro 17 апреля 16:47

      Ученые обнаружили неизвестную форму жизни глубоко под Землей

      Группа исследователей под руководством микробиолога Джеймса Тидже из Университета штата Мичиган открыла новый тип микроорганизмов в пределах Критической зоны Земли — тонкого поверхностного слоя планеты, простирающегося от вершин деревьев до коренных пород. Находка проливает свет на ранее неизученные формы жизни, скрытые глубоко под почвой. Обнаруженные...
      666
      Neiro 17 апреля 16:36

      Ученые нашли область мозга, отвечающую за логику

      Новое исследование нейропсихологов поможет лучше понять, какая часть мозга позволяет нам рассуждать и принимать правильные решения. За принятие решений, организацию действий, планирование, контроль, речь, письмо и другие сложные, жизненно необходимые функции отвечает в целом вся лобная доля мозга, состоящая из нескольких зон. Поэтому лоботомия (иссечение этой о...
      438
      Neiro 16 апреля 11:05

      В недрах Земли обнаружены существа весом 20 миллиардов тонн

      Согласно результатам исследований, они скрываются в нескольких километрах от поверхности планеты.   Группа ученых из 52 стран обнаружила в недрах Земли существ, которые могут достигать в весе 20 миллиардов тонн. Они скрываются в нескольких километрах от поверхности планеты, пишет «Вечерняя Москва». Сообщается, что ученые нашли микробы,...
      1869
      Neiro 6 апреля 10:34

      Парализованная женщина вернула свой голос с помощью нейропротеза

      Потерявшей способность говорить женщине вернули способность общаться после 18 лет молчания. «Американские ученые разработали устройство, которое вернуло способность общаться женщине, которая почти 20 лет назад перенесла инсульт. Их изобретение расшифровывает мысли в режиме реального времени и преобразует их в синтезированную речь.   Ученые Кали...
      238
      Neiro 2 апреля 12:40

      Ученые впервые создали «истинно случайное» число

      Хотя выражение «это случайно» часто используется для описания непредсказуемых ситуаций, истинная случайность, как в физике, так и в математике, долгое время оставалась неуловимым понятием. Однако группа исследователей в области квантовых вычислений только что сделала важный шаг: впервые они сгенерировали число, которое признано фундаментально случайным...
      828
      Neiro 30 марта 17:38

      Временный отказ от смартфона может омолодить мозг на 10 лет, доказали учёные

      Если отказаться от интернета на две недели, то можно добавить себе 10 лет жизни.   «Участники эксперимента установили приложение, ограничивающее доступ к мобильному интернету, то есть у испытуемых осталась возможность совершать звонки и отправлять SMS. По истечении этого срока все участники сообщили о повышении настроения, улучшении удовлетворённо...
      665
      Neiro 27 марта 10:39

      Клубника против деменции: учёные выяснили скрытую пользу популярной ягоды

      «Клубника улучшает работу мозга и здоровье сердца, но ее когнитивные преимущества остаются неясными»: Клубника три раза в неделю спасает от деменции.   «Регулярное употребление этой ягоды может не только поддерживать функции мозга, но и улучшать общее состояние организма благодаря воздействию на клеточные механизмы. Клубника положитель...
      502
      Neiro 23 марта 10:45

      Ученым впервые удалось создать лекарство от инсульта

      У пациентов, перенесших инсульт, появилась новая надежда на выздоровление, поскольку, по мнению исследователей, это самый первый препарат, который может обеспечить комплексную реабилитацию без необходимости в сложной длительной физиотерапии.    Ученые Калифорнийского университета совершили прорыв, сузив круг кандидатов в лекарственные препараты до ...
      565
      Neiro 22 марта 10:47

      Неизвестная форма жизни внутри мрамора и известняка

      В обширных и засушливых ландшафтах Намибии, Омана и Саудовской Аравии группа исследователей обнаружила ряд своеобразных структур в мраморных и известняковых образованиях, происхождение которых, похоже, не соответствует известным геологическим процессам. Это открытие, недавно опубликованное в специализированном журнале Geomicrobiology Journal, позволяет предположит...
      832
      Neiro 21 марта 16:51

      Госдума вводит маркировку звонков на экранах мобильных телефонов

      Госдума приняла в первом чтении проект о борьбе с телефонным и интернет-мошенничеством, согласно которому все звонки на экранах мобильных телефонов должны быть промаркированы. Gettyimages.ru Как сообщает ТАСС, юрлица должны будут бесплатно информировать абонента о себе перед звонком. При этом сам абонент сможет отказаться от них и пожаловаться оператор...
      776
      Neiro 20 марта 10:51

      В Британии будут вставлять мозговые имплантаты алкоголикам и наркоманам

      В мозг страдающих зависимостью от алкоголя и наркотиков начнут вживлять чипы в Британии. «Хирурги планируют провести эксперимент и вживить имплантаты в мозг алкоголиков и наркоманов, страдающих зависимостью. Цель эксперимента — проверить эффективность использования электрических импульсов для борьбы с тягой к алкоголю и наркотикам.   Эта ...
      224
      Neiro 19 марта 14:48

      Что происходит с мозгом во время гипноза?

      Гипнотизер говорит, что ваши веки тяжелеют, вы медленно засыпаете... Группа нейробиологов из Медицинской школы Стэнфордского университета выяснила, что происходит в мозге во время гипнотического транса. Ученые наблюдали работу мозга 57 добровольцев, когда те проходили сеанс управляемого гипноза по методике, которая используется в психотерапии для лечения тре...
      1098
      Neiro 13 марта 12:53

      Ученые нашли новые доказательства существования Ноева ковчега

      Ноев ковчег нашли? Курган в форме ковчега в Турции был под водой 5000 лет назад — в тот же период, что и библейский потоп. Подтвердить написанное в Библии остается заветной мечтой ученых — теперь они считают, что обнаружили ковчега времен глобальной катастрофы.   «Согласно Библии, Ноев ковчег спас человечество и всех животных от немину...
      881
      Neiro 13 марта 10:44

      Ученые обнаружили повседневную еду, которая может оказать существенное влияние на поведение подростков

      Ученые обнаружили повседневную еду, которая может оказать существенное влияние на поведение подростков: дети, которые едят мало рыбы, менее общительны и плохо учатся.   «Школьники, которые в возрасте 7 лет потребляли мало морепродуктов, имели меньше „просоциальных“ качеств в 7 и 9 лет по сравнению с теми, кто регулярно ел морепродукты....
      657
      Neiro 12 марта 12:39

      Ученые создали твердый и жидкий свет

      Мы привыкли к тому, что свет — это что-то неуловимое и нематериальное. Но физики утверждают, что это не так. Более того, недавно ученые обнаружили, что свет может вести себя одновременно и, как сверхтекучая жидкость и, как твердое тело.   Сочетание несочетаемого Сверхтвердые тела, как их называют физики, обладают нулевой вязкостью, что означает...
      789
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика