• РЕГИСТРАЦИЯ

В лаборатории получена новая структура света: хиральный вихрь

12 792

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

    Простой дехканин против курбаши Тимура — надёжной опоры главы басмачей Ибрагимбека

    Справка. Яхьё Афзали родился в 1893 г. в семье самаркандского кустаря-ткача. С детства у Афзали была тяга к знаниям, и он, работая с отцом, одновременно учился грамоте. А в 1912-м посту...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      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...
      746
      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...
      584
      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...
      437
      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 ...
      482
      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...
      788
      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...
      742
      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 ...
      187
      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...
      1035
      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...
      836
      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....
      617
      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...
      739
      Neiro 9 марта 10:42

      Ученые проверили, одинаково ли люди воспринимают тот же цвет

      Видит ли один человек цвета именно так, как их видит другой, остается трудным вопросом для исследователей человеческого сознания. Это пытаются выяснить по косвенным признакам, например по тому, какие ассоциации вызывает у разных людей один и тот же цвет. Недавно ученые решили опробовать еще один подход к этой проблеме: определить, насколько схожи или различны те и...
      610
      Neiro 6 марта 10:50

      Ученые обнаружили белок, который обращает вспять старение клеток

      Человечество замахнулось на создание «молодильных яблок».   Группа исследователей из Университета Осаки в Японии освоила механизм обращения вспять процесса старения на клеточном уровне. Ученые объяснили, что с возрастом клетки организма постепенно становятся менее активными. Стареющие клетки не просто старше — они заметно крупнее. ...
      794
      Neiro 5 марта 12:58

      Слепому жителю Канады имплантировали в глаз зуб для восстановления зрения

      Жителю Канады провели операцию по восстановлению зрения путем пересадки его зуба в глазницу. Подобную необычную операцию на протяжении десятилетий проводят в других странах мира, для Канады она стала одной из первых в истории страны.   «Слепой канадец вскоре смог снова видеть благодаря удивительному источнику — своим зубам. Хотя это может по...
      1125
      Neiro 3 марта 14:03

      Парадокс Моравека

      Парадокс Моравека заключается вот в чем - почему для искусственного интеллекта элементарное оказывается самым сложным История технологий полна предсказаний, которые сейчас звучат смешно. Один из самых известных примеров приписывается Биллу Гейтсу, который в 1981 году заявил, что «640 килобайт должно хватить любому». Предсказания об искусственном ...
      645
      Neiro 26 февраля 10:49

      Ученые подтвердили существование аномального льда VII

      Международная группа исследователей сумела экспериментально подтвердить существование льда VII - редкой и экзотической формы, которая, как предполагается, может существовать в океанах на далеких экзопланетах. Ранее предположения о существовании этой экзотической формы воды высказывались исключительно теоретически. Теперь же материал был получен в лаборатории. ...
      801
      Neiro 22 февраля 16:47

      Инопланетная жизнь на основе серной кислоты: новая гипотеза ученых

      Недавнее исследование, проведенное группой специалистов из MIT, предлагает смелую идею: формы жизни, принципиально отличные от земных, могут использовать концентрированную серную кислоту так, как мы полагаемся на воду. Эта гипотеза кардинально меняет наше представление о необходимых условиях для возникновения жизни за пределами Земли. Альтернативный раствори...
      793
      Neiro 19 февраля 12:55

      Ученые вырастили человекоподобные зубы у свиней

      Потеря зуба у взрослого человека часто означает необходимость установки протезов или имплантатов, но исследователи из Университета Тафтса изучают новый вариант: выращенные в лаборатории зубы. На протяжении десятилетий варианты замены зубов ограничивались зубными протезами или титановыми имплантатами.   Эти решения часто дороги и чреваты осложнениями....
      574
      Neiro 16 февраля 10:55

      Хорошие новости к завтраку — ученые реабилитировали яйца

      Хорошие новости к завтраку — ученые реабилитировали яйца, употребление от 1 до 6 яиц в неделю снижает риск смерти.   «Изучив данные о здоровье и рационе участвующих в шестилетнем эксперименте австралийцев и американцев, ученые из Университета Монаша пришли к выводу, что у тех из них, кто еженедельно употребляли яйца, риск развития сердечно-с...
      680
      Neiro 12 февраля 12:48

      Странная трансформация внутреннего ядра Земли раскрыта

      Данные сейсмических волн свидетельствуют о необычных изменениях, происходящих вблизи внутреннего ядра Земли, утверждают учёные, обнаружившие свидетельства ранее неизвестных структурных преобразований, происходящих в глубинах планеты. Открытие, сделанное группой ученых из Университета Южной Калифорнии (USC), позволяет по-новому взглянуть на глубинные земные явления...
      1410
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика