Вчені зі США вперше зафіксували унікальне оптичне явище, пов’язане з пір’ям павича. Згідно з новим дослідженням, окремі ділянки хвостового пір’я цих птахів здатні випромінювати вузькі промені лазерного світла — щось на кшталт природного біолазера. Це відкриття вважають першим задокументованим прикладом біологічної лазерної порожнини серед усіх відомих тварин.
Дослідницька команда з Університету штату Флорида та Університету Янгстауна застосувала новітні методи оптичного аналізу до барбул — мікроструктур на райдужних плямах хвостового пір’я павича (виду Pavo cristatus). Дослідники нанесли спеціальний лазерний барвник на кілька ділянок хвоста, після чого активували їх зовнішнім джерелом світла. Результат перевершив очікування: деякі з ділянок почали випромінювати яскраві й стабільні промені жовто-зеленого лазерного світла.
Ключовим виявилось те, що навіть за умов різних пір’їн та багаторазового нанесення барвника, частоти лазерного випромінювання залишалися практично незмінними. Це свідчить про наявність у пір’ї точно організованої наноструктури, яка стабілізує світловий резонанс. Особливо потужне лазерне випромінювання спостерігалося в ділянках, де переважає зелений відтінок, — саме там зосереджені ефективні світло відбиваючі структури.
Попри успіх експерименту, автори поки не можуть з упевненістю сказати, яка саме мікроскопічна структура всередині пір’я відповідає за лазерний ефект. Дослідники виключили як основний чинник кератинові стрижні з меланіном — основні компоненти кольору пір’я. Як пояснив співавтор роботи Натан Доусон з Florida Polytechnic University, ймовірним джерелом резонансу можуть бути білкові гранули або подібні мікроструктури, здатні формувати оптичну порожнину.
Підготовка до експерименту також була вкрай скрупульозною. Після видалення зайвих ділянок пір’я його закріплювали на поглинальному субстраті й багаторазово покривали розчином барвника. Лише після кількох циклів сушіння та повторного змочування пір’я починало випромінювати лазерне світло під дією імпульсного освітлення.
Це дослідження не тільки відкриває нову главу в розумінні складних біологічних структур, а й має потенційне прикладне значення для біоінженерії, фотоніки та створення мікроскопічних оптичних пристроїв нового покоління. Якщо природа змогла створити лазер, то людство, ймовірно, зможе відтворити або навіть удосконалити цей принцип в штучних матеріалах.
