Dwa lasery - jeden niszczy, drugi ratuje

Dwa lasery, dwa bieguny wartości energetycznych: jedno z urządzeń ma jedynie muskać komórki serca, by pobudzać organ do pracy; drugi ma być silną, niszczącą bronią. Ile trzeba im energii, aby były skuteczne?

W pierwszym z wymienionych przypadków zaledwie 0,8 J na centymetr kwadratowy (to mniej niż trzeba, by przez 1 sekundę świeciła 60 watowa żarówka). Tyle przynajmniej energii trzeba było przesłać, by w doświadczeniu na 2-3-dniowych zarodkach przepiórek udowodnić, że praca serca może być stymulowana światłem laserowym.

Maleńkie struktury, które pracowały w rytm impulsów laserowych, miały zaledwie 2 milimetry sześcienne objętości – wystarczyło dostarczyć ciut więcej energii laserowej, by zaczątki serc przepiórczych zwyczajnie się ugotowały.

Optymalna dawka energii pozwalała zaś kontrolować bicie tycich serc – było to pierwsze na świecie doświadczenie,w którym udowodniono, że światło laserowe i najważniejsza pompa organizmu mogą tworzyć zgrany duet. Ci z naukowców, którzy są nastawieni najbardziej entuzjastycznie do opisanego odkrycia, uważają, że po przeprowadzeniu kolejnych badań – w tym z udziałem ludzi – uda się otrzymane wyniki wykorzystać do wytworzenia laserowych rozruszników serca.

O tym, że światło może wpływać na szybkość pracy serca, wiedziano już krótko po wprowadzeniu pierwszych elektrycznych rozruszników serca. Przyszło jednak czekać parędziesiąt lat, by ruszyły pionierskie eksperymenty związane z pobudzaniem serca do pracy przy użyciu światła lasera.

Teraz biomedycy z University in Cleveland głowią się nad dopracowaniem szczegółów metody, która wykorzystując zaledwie dziesiętne części dżula, mogłaby przebojem zmienić rynek kardiologiczny i uratować życie wielu osób.

Tymczasem zespół z Georgia Tech Research Institute (GTR) testuje lasery, których zadaniem nie jest podtrzymywanie życia, ale celne niszczenie – w dodatku za niewielkie pieniądze. Naukowcy chcą się dowiedzieć ciut więcej na temat tego, jakiej mocy wiązką trzeba uderzyć w obiekt należący do wroga, by atak był udany i … ekonomicznie opłacalny. Tak powstał system do pomiaru mocy lasera i przestrzennego rozkładu energii.

Naukowcy wytworzyli specjalne płytki szklane (każda o boku ok. 10 cm), na które można bez obaw kierować silną laserową wiązkę. Płytki tworzy sodowo-cynkowo-aluminiowe szkło domieszkowane srebrem, cerem i fluorem. Wszystko po to, by można było te niewielkie szklane kwadraty traktować jak wytrzymałe tarcze celownicze pokryte światłoczułym filmem, na których można znaleźć „zapis” z działania promieni laserowych. By eksperyment można było nazwać kompletnym, pozostaje jeszcze znaleźć odpowiedź na pytanie, ile energii trzeba włożyć w urządzenie, by cel został osiągnięty, a w portfelu zostało również nieco środków na inne zadania.

Mam taką nadzieję, że pierwszym laserem z opisanej dwójki, który znajdzie praktyczne, powszechne zastosowanie, będzie ten związany z ochroną zdrowia. Nie dlatego, że jego działanie jest ekonomicznie dużo korzystniejsze z powodu zużycia maleńkiej ilości energii, ale dlatego, że służy podtrzymywaniu życia, a nie niszczeniu.

Źródło: GT research news • Science mag