Капли света ловят молекулы экспресс
Две капли жидкости, висящие рядом, начинают петь в унисон. Одна капля — как струна, настроенная на определённый тон, а вместе они образуют лазер, который светит одним-единственным чистым цветом. Так устроен новый тип датчика — жидкая фотонная молекула.
Секрет в том, что капли подобраны чуть разного размера. Их световые волны накладываются друг на друга, как зубья двух расчёсок с разным шагом: совпадают только некоторые зубья, и остаётся один яркий луч. Это позволяет лазеру работать при очень слабой накачке — всего 610 наноджоулей на квадратный миллиметр, как будто зажечь спичку от тепла ладони.
Но главное — чувствительность. Когда в каплю попадает даже одна молекула нужного вещества, цвет лазера резко меняется. Это похоже на то, как одна фальшивая нота в оркестре сразу слышна, хотя музыкантов много. Учёные добились того, что датчик замечает 30 аттомолей — это 30 молекул на миллиард миллиардов молекул воды. Для сравнения: найти одну песчинку в куче песка размером с гору.
Такой датчик не нужно красить или подготавливать — он сам светится и сам сообщает о находке. В будущем подобные капли смогут работать прямо внутри живых тканей, отслеживая болезни на самой ранней стадии.
30 аттомолей — это примерно 18 000 молекул. Если бы молекула была размером с горошину, то 18 000 горошин заняли бы всего лишь небольшой стакан.
В сериале «Звёздный путь» медицинский трикодер мгновенно определяет болезни по капле крови — жидкие фотомолекулы делают первый шаг к такому устройству.