Бактериородопсинът забавя светлината трилиони пъти

Светлочувствителният протеин бактериородопсин, произвеждан от някои бактерии, е в състояние да забави скоростта на разпространение на светлината до 0,1 mm/sec. Технологичните перспективи на това откритие са най-обещаващи.

Едно от най-известните постижения на оптиката през последните години е забавянето на светлината до „човешки скорости“ и запазването на светлинния импулс (за подробности вижте бележката Светлина: спиране при поискване?). Този успех е от голямо значение както за фундаменталната наука, така и за наукоемките технологии, например за оптоелектрониката. Тези експерименти обаче далеч не са толкова прости от техническа гледна точка. Необходими са значителни умения както за „подготвяне“ на веществото, което ще забави светлинния импулс, така и за контролиране на неговите забавящи характеристики.

Протеинът бактериородопсин се произвежда от бактериите Halobacterium salinarum и им служи като електроцентрала, с помощта на която енергията на зелената светлина се използва за производството на АТФ. Под действието на светлината в протеина се стартира процесът на циклични фототрансформации, чиято скорост и посока могат лесно да се контролират с помощта на външен източник на светлина. Подробно описание и тематична библиография могат да бъдат намерени на страницата Bacteriorhodopsin.

Авторите на работата представят резултатите от експерименти, при които филм с дебелина само десета от милиметъра, осветен от контролен лазер, забавя преминаването на сигнален светлинен импулс, без да променя формата си. В зависимост от параметрите на управляващата лазерна светлина, времето на забавяне варира в широки граници и дори достига 1 секунда, докато прозрачността на филма за този импулс винаги остава близо до 100%.

Трудно е дори да се изброят всички предимства на новия подход в сравнение със стандартните методи.Ето някои от тях:

способността да се променя скоростта на разпространение на светлината в най-широк диапазон с почти нулево поглъщане и липса на изкривяване на сигнала;
напълно оптичен контрол на скоростта на разпространение на светлината;
забавянето работи по същия начин за произволни вълнови форми;
работата се извършва при стайна температура без специален температурен режим;
производството на веществото е установено отдавна и то е налично в търговската мрежа;
веществото се отличава с висока устойчивост на светлина, температура и химикали и е безвредно за околната среда;
мощността, необходима за този експеримент, е части от миливата.

Подчертаваме, че всяка от тези точки вече осигурява значителен напредък в сравнение с алтернативните методи.

По принцип бактериородопсинът вече е бил използван в технологиите преди: способността му да променя цвета си под въздействието на светлина се използва за оптично съхранение на информация. Никой обаче не е очаквал, че този протеин ще доведе до такова радикално опростяване и намаляване на цената на цяла област от модерни технологии. Думите "пробив" и "революция" може би биха били твърде бледи, за да опишат всички промени, които това откритие може да доведе до себе си.

Ако обаче, разбира се, се потвърди.