ليزر بحجم العضية سريع
يمكن حبس الضوء في مصيدة أصغر من ذرة غبار. البلورات الضوئية (photonic crystals) هي شبكات تمنع الضوء من التشتت وتجبره على الدوران في حلقة. سابقًا، كانت هذه البنى تُزرع على ركيزة ضخمة، وكانت ضخمة جدًا بحيث لا تصلح للخلايا الحية. الآن وجد الباحثون الحد الأدنى: عدد صفوف الشبكة اللازمة ليعمل الليزر، وصنعوا جسيمات تنفصل عن الركيزة وتطفو بحرية.
كل جسيم هو شكل سداسي طول ضلعه أقل من سمك شعرة الإنسان. المنطقة النشطة تبلغ 30 ميكرومترًا مربعًا فقط، أي ما يعادل مربعًا طول ضلعه 5.5 ميكرون. للمقارنة: قطر كرية الدم الحمراء البشرية حوالي 7 ميكرونات. تُنتج الجسيمات بالآلاف دفعة واحدة، ثم تُفصل بعناية وتُحقن في الخلايا الحية. داخل الخلية، يستمر الليزر في الإضاءة.
ضبط العلماء الليزر ليبعث في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة، وهو ضوء يمر عبر الأنسجة البيولوجية دون خسائر تذكر. ضغط الضوء في الجسيم أقوى بعشر مرات من الأجهزة المماثلة التي تستخدم تأثير المعرض الهامس (whispering gallery)، حيث ينتقل الضوء على طول الجدار الداخلي للكرة كما ينتقل الصوت عبر قبة الكاتدرائية. هذا الحجم الصغير يقارب حجم الميتوكوندريا أو الليزوزوم داخل الخلية.
في المستقبل، يمكن طلاء سطح الليزر بمستشعرات كيميائية أو بلازمونية. عندها يصبح الجسيم حساسًا يخبرنا بما يحدث داخل الخلية الحية، دون صبغات أو تعديلات جينية. هذه المنصة المصغرة مفيدة أيضًا للقياسات البصرية والكمومية في علم الأحياء والكيمياء.
حجم الضوء في هذا الليزر يساوي تقريبًا حجم ميتوكوندريا واحدة، وهي العضية التي تزود الخلية بالطاقة.
في رواية مايكل كرايتون «سلالة أندروميدا»، تنقل أجهزة استشعار داخل الجسم معلومات عن حالة الكائن الحي، وهذه الجسيمات الليزرية قد تكون نموذجًا حقيقيًا لذلك.