انتشار مقاله‌ای برای بررسی پدیده «چشمک‌زنی»

برخی از مواد در تابش خود دارای چشمک‌های تناوبی هستند که از پیش‌بینی‌های نیلز بور پیروی نکرده و علت آنها در شیمی‌فیزیک مدرن به‌صورت یک راز باقی مانده‌ است. اخیراً محققانی از دانشگاهِ نوتردام یک گام اولیه محکم به‌سوی فهم این پدیده برداشته‌اند. آنها دریافته‌اند که بازه‌های زمانی روشن و خاموش در تابش نقاط کوانتومی نانوبلوری متناوب، از یک توزیع قانون توانی کلی پیروی می‌کند. این کشف به محققان این امکان را می‌دهد که نگاهی عمیق‌تر به ساز و کار فیزیکی‌ِ زمان‌های روشن و خاموش در تناوب‌ها داشته باشند.

برخی از مواد در تابش خود دارای چشمک‌های تناوبی هستند که از پیش‌بینی‌های نیلز
بور پیروی نکرده و علت آنها در شیمی‌فیزیک مدرن به‌صورت یک راز باقی مانده‌
است. اخیراً محققانی از دانشگاهِ نوتر دام یک گام اولیه محکم به‌سوی فهم این
پدیده برداشته‌اند. آنها دریافته‌اند که بازه‌های زمانی روشن و خاموش در تابش
نقاط کوانتومی نانوبلوری متناوب، از یک توزیع قانون توانی کلی پیروی می‌کند.
این کشف به محققان این امکان را می‌دهد که نگاهی عمیق‌تر به ساز و کار فیزیکی‌ِ
زمان‌های روشن و خاموش در تناوب‌ها داشته باشند.

بیش از یک قرن پیش که مکانیک کوانتومی مدرن بسیار جوان بود نیلز بور،
فیزیک‌دانی که جایزه‌ی نوبل دریافت کرد، پدیده‌ای به نام «جهش‌های کوانتومی» را
پیش‌بینی نمود. بر اساس پیش‌بینی او این جهش‌ها از طریق الکترون‌هایی ایجاد
می‌شوند که گذارهایی بین سطوح گسسته انرژی اتم‌ها و مولکول‌های منفرد ایجاد
می‌کنند. این جهش‌ها در دهه ۱۹۸۰ به‌صورت آزمایشگاهی مشاهده و پیش‌بینی بور
تأیید شد. در ابتدای دهه ۱۹۹۰ نیز با پیشرفت روش‌های تصویربرداری تک‌مولکولی،
مشاهده جهش‌هایی مشابه در مولکول‌های منفرد ممکن شد. از دیدگاه آزمایشگاهی،
جهش‌های کوانتومی وقفه‌های گسسته‌ای است که در تابشی پیوسته از تک‌مولکول‌ها
منتشر می‌شوند. چنین وقفه‌ای، تناوب فلورسنت یا «چشمک‌زنی» نامیده می‌شود.

گرچه می‌‌توان موارد مشخصی از چشمک‌زنی را مستقیماً به جهش‌های کوانتومی بور
نسبت داد؛ موارد زیاد دیگری(همچون پروتئین‌های فلورسنت و نانوساختارهای غیر آلی
منفرد) نیز وجود دارند که در آنها تناوب فلورسانس از این پیش‌بینی‌ها پیروی
نمی‌کند؛ مثلاً مولکول‌ها و نقاط کوانتومی فلورسنت(یا فلوروفورها)، در تابش خود
دارای چشمک‌های تناوبی‌ای هستند که علت آنها در شیمی‌فیزیک مدرن به‌صورت یک راز
باقی مانده‌است.

اخیراً بلیزسار جانکو و همکارانش در تحقیقات خود یک «گزارش پیشرفت کار» ارائه
کرده‌اند که شامل یافته‌های آنها در خصوص کشف راز‌های این مولکول‌های فلورسنت
است. آنها امیدوارند که تحقیقات آنها آغازی برای فعالیت‌های نظری و آزمایشگاهی
بیشتر در زمینه کشف راز تناوب فلورسانس باشد. چنین اکتشافی می‌تواند به ساخت
پراب‌های تصویربرداری قدرتمندی بینجامد که به ره‌گیری مولکول‌های مرتبط با
بیماری در درون سلول‌ها کمک می‌کنند.

جانکو گفت:«مولکول‌های فلورسنت می‌توانند در تصویربرداری از سیستم‌های زیستی و
بازبینی فرایندهای پویا در محیط زیستی، اهمیتی بنیادی داشته باشند. یکی از
جذاب‌ترین انواع فلوروفورهای کنونی، نقاط کوانتومی نانوبلوری نیمه‌رسانا(NQD)
هستند. آنها به‌دلیل برخورداری از اندازه کوچک، شفافیت، پایداری نوری و
تنظیم‌پذیری رنگِ فلورسنتِ بالا برای استفاده در رنگ‌های آلی بسیار مناسب
هستند.»

با کنترل فرایند چشمک‌زنی می‌توان نقاط کوانتومی را در تصویربرداری چندرنگ از
سلول‌های سرطانی به شکلی بهتر و پایدارتر مورد استفاده قرار داد، همچنین با
استفاده از این راه تصویربرداری از یک ابتلای ویروسی همانند ایدز در درون یک
سلول ممکن می‌گردد.

نتایج این تحقیق در نشریه Nature Physics به چاپ رسیده‌است.