• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Silma võrkkestas asuvad rakud suudavad tuvastada footonite numbrilise jaotuse

19.09.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Silm on üks looduse keerulisemaid mehhanisme. Silm suudab valguse elektrisigaalideks muuta ja need neid signaalid ajju vahendada. Ajus toimub reaalajas nägemisaistingu tootmine. Esmane pilditöötlus toimub silma võrkkestal, kus paikeb kaht tüüpi fotoretseptorrakke – kolvikesed ja kepikesed. Kolvikesed vastutavad põhiliselt silma värvitundlikkuse eest. Kepikesed, mida on hulga poolest oluliselt rohkem (ühes inimsilmas kuni 120 miljonit rakku), on pigem üldiselt valgustundlikud ja värvierinevustele vähem vastuvõtlikud. Singapuri teadlased uurisid üksikuid Aafrika küüniskonna (Xenopus laevis) fotoretseptor-kepikesi. Leiti, et nimetatud rakud suudavad eristada koguni üksikuid footoneid. Lisaks avastati, et üksik fotorakk suudab tuvastada väga nõrga valguse koherentsust (koherentsete lainete faaside suhe on konstantne – toim.).

Silma võrkkestas oleva kepikese ehitus on näha vasakul. Paremal on foto pipeti otsa paigutatud üksikust rakust ning optilisest kiust. Raku otsas absorbeeritud footonid põhjustavad rodopsiini molekulide ümberjärjestumise, mis põhjustab omakorda optilise närvi erutumisega päädiva keemiliste reaktsioonide kaskaadi.

Uurimistöös kasutas töörühm mikropipetti, mille otsa oli kinnitatud üksik fotorakk. Pipett sisaldas raku loomulikku elukeskkonda simuleerivat vedelikku, mis hoidis raku elus. Raku ette asetati väga väike laseriga ühendatud optiline fiiber, mis kiirgas raku suunas lühikesi valgusimpulsse. Lahus pipetis käitus elektroodina, mis lubaski mõõtmisi sooritada. Mõõdeti valgusimpulsside põhjustatud raku voolumuutusi.

Iga kepikese otsas on väike kogus rodopsiini fotopigmenti. Tegemist on ainega, mis muudab valguse toimel oma keemilisi omadusi (laguneb – toim). Valguse puudumisel voolab rakus pidev ioonvool. Rakule paistev valgus põhjustab selles laengute polarisatsiooni, mis ühtlasi katkestab fotovoolu stabiilsuse. Tekkinud impulss levib närvikanaleid pidi ajju.

Teadustöös kiiritati rakku järestikuste lühikeste valgusimpulssidega. Leiti, et üksik rakk suudab eristada ühes pulsis kuni tuhat footonit. Lisaks leiti, et kepikesed suutsid eristada koherentset kiirgust pseudotermaalsest (pseudothermal), mille valgus on „tükkideks hakitud“ mehhaanilise pöörleva ketta poolt. Eristusvõime on rakul sedavõrd tugev, et teadlaste arvates on võimalik rakkudest valmistada ülitundlikke kunstlikke optilisi detektoreid.

Lõppeks avastasid teadlased, et rodopsiini rakud suudavad interakteeruda üksikute fotonitega, mis näitab kuivõrd tundlikkud rakud tegelikult on. Töörühm kavatseb edaspidi uurida rakkude kasutamist kvantoptika- ja kvantkommunkatsiooniseadmetes.

Allikas: Phys.org

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Laser jäljendab valguse abil bioloogilisi neuroneid
  2. Gruppide moodustamine määrab ellujääja
  3. Uutmoodi biosensor hoiatab sportlast kurnatuse eest
  4. 32 sensoriga elektrinina teeb esialgu vahet õunal ja pirnil
  5. Bakter Escherichia coli teeb diislit
  6. Nanomeditsiini võidukäik: mürgistust ravivad käsnad
  7. Mesilaste kaitsevärav-uus viis kaitsmaks mesilasi varroalestade eest
  8. Uus fluoresentsspektroskoopia meetod
  9. Patsientidele siirdati kunstlikud hingetorud
  10. Laser tuvastas bakteritsiidi koostise

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: biofüüsika

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in