Upravené svetlo umožňuje vidieť cez tkanivo a merať postup liečby bez operácie

Svetlo sa nešíri len priamo, môže sa aj krútiť. Nedávny výskum, ktorý viedol profesor Igor Meglinski z Aston University, ukázal, že svetlo štruktúrované orbitálnym momentom hybnosti (orbital angular momentum – OAM) dokáže viac než len prenášať informácie. Môže odhaliť aj to, čo sa skrýva pod kožou, a to bez jediného rezu. Takéto štruktúrované svetlo, niekedy nazývané vírivé lúče, má špirálový ohyb, ktorý mu dáva špirálovitú fázu.

Toto skrútenie umožňuje svetlu OAM zachovať si svoj tvar a identitu aj po prechode cez chaotické prostredie, ako je biologické tkanivo. V poslednom čase sa toto špeciálne svetlo skúma nielen z hľadiska rýchlejšieho prenosu údajov, ale aj preto, aby videlo do ľudského tela bez operácie alebo ihiel.

Tradičné svetlo sa často rozptyľuje a stráca v zakalených materiáloch, ako je hmla, koža alebo mlieko. Lúče OAM si však držia svoj pokrútený tvar. Je to vďaka ich topologickému náboju, akémusi identifikačnému štítku, ktorý im pomáha zostať organizovanými počas cesty zložitým prostredím. Vedci zistili, že fáza tohto svetla môže zostať stabilná aj pri pohybe v tkanivách.

Výskumný tím v spolupráci s Univerzitou v Oulu vo Fínsku uskutočnil sériu testov, aby zistil, ako sa lúče OAM správajú v rôznych materiáloch. Tieto experimenty ukázali, že lúče OAM dokážu odhaliť aj tie najmenšie zmeny indexu lomu materiálu. Prečo je to dôležité? Pretože malé zmeny v ohýbaní svetla v tele môžu odhaliť veľa – napríklad hladinu cukru v krvi alebo zmeny v tkanivách, ktoré môžu signalizovať ochorenie.

Podľa článku uverejneného v časopise Light: Science & Applications lúče OAM ponúkajú spôsob, ako to urobiť, a to všetko bez dotyku tkaniva. Svetlo OAM prenáša informácie prostredníctvom svojho špirálového krútenia. V komunikácii už táto vlastnosť pomohla zvýšiť šírku pásma, ale umožnila aj vytvoriť exotické laserové lúče a zdokonaliť spôsoby zachytávania a presúvania malých častíc alebo buniek. Teraz vedci zisťujú, že rovnaké vlastnosti sa dajú dobre využiť aj v medicíne, najmä pri neinvazívnom skúmaní.

Hlavným objavom je, že svetlo OAM sa môže pohybovať biologickými tkanivami, pričom si zachováva svoju „pamäť“, čo znamená, že nestráca svoje pôvodné vlastnosti ani po prechode zložitými materiálmi. Takéto správanie mu pomáha zisťovať zmeny v náročných podmienkach, ako je aj biologické tkanivo, teda v prostrediach, kde bežné svetlo rýchlo stráca energiu. To  by mohlo lekárom umožniť monitorovať choroby alebo procesy hojenia bez potreby odberu vzoriek alebo invazívnych postupov.

Jednou zo sľubných aplikácií svetla OAM je starostlivosť o diabetikov. V súčasnosti si monitorovanie hladiny glukózy zvyčajne vyžaduje pichnutie do prsta alebo kožný senzor, ale v budúcnosti môže svetlo OAM umožniť meranie hladiny cukru v krvi bez bolesti. Okrem toho by svetlo OAM mohlo pomôcť lekárom pozorovať, ako nádory reagujú na liečbu, a zisťovať zápaly v ťažko dostupných oblastiach.

Zdroj: thebrighterside.news.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}