Чудо-перья: в павлиньих хвостах нашли встроенные лазеры

Знаменитые своим ослепительным блеском перья в хвостах самцов павлинов содержат наноструктуры, которые преломляют свет таким образом, что оперение переливается оттенками синего и зеленого. Но это еще не все. Как выяснили исследователи из Флоридского политехнического университета и Университета Янгстауна (США), яркие «глазки», украшающие перья павлинов обладают способностью синхронизировать колебания световых волн, что фактически превращает их в лазеры.

Слово «лазер» (laser) является аббревиатурой от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света посредством вынужденного излучения). Если осветить атомы в определенных материалах, например, в некоторых красителях или кристаллах, они будут совместно возбуждать друг друга, испуская поток фотонов.

Такое усиление света встречается в природе нередко и привлекает внимание исследователей, занимающихся разработкой биологических лазеров. Однако для создания полноценного узконаправленного лазерного луча необходимо точно выровнять и синхронизировать колебания световых волн, чтобы их фазы шли в унисон. Один из способов добиться этого — отражать волны так, чтобы они колебались взад-вперед в ограниченном пространстве, называемом оптическим резонатором.

Нанеся специальный краситель на несколько участков роскошного павлиньего хвоста, исследователи, статья которых была опубликована в журнале Scientific Reports, обнаружили признаки наличия оптических полостей в виде резонирующих наноструктур в разных частях каждого «глазка», причем каждая такая наноструктура испускает слабое излучение двух разных длин волн: зеленое и желто-оранжевое.

Определение физических свойств этих природных оптических резонаторов может привести к прогрессу в лазерных технологиях, а также предоставить биологам новые инструменты для изучения живых организмов. Но что касается павлинов, мы можем только догадываться, зачем эволюция встроила в их переливающееся оперение лазеры.

Это не первое любопытное открытие, связанное с птичьими перьями, за последнее время. Так, в начале 2025 года ученые выяснили, что перья райских птиц светятся в темноте.