محققان نشان دادند زمانی که به باکتری‌های موجود در آب دریا پرتو لیزر پرتوان تابیده می‌شود، باکتری‌ها به جای پراش نور، آنها را متمرکز کرده و از خود عبور می‌دهند.
رفتار عجیب باکتری‌ها در مقابل تابش لیزر با توان بالا
زمانی که نور به دریاچه تابیده می‌شود، با برخورد به باکتری‌ها پراش می‌یابد و موجب تاریک شدن نواحی عمیق دریاچه می‌شود. اما زمانی که یک پرتو قدرتمند نظیر لیزر به دریاچه تابیده شود، باکتری‌ها منجر به افزایش قدرت انتقال نور می‌شوند. دلیل این امر آن است که باکتری‌ها همانند یک کانال راهنمای موج عمل کرده و نور را به راحتی انتقال می‌دهند.
محققان این فرآیند که به آن اثر خودمتمرکزسازی گفته می‌شود را نه تنها در باکتری‌های دریایی مشاهده کردند، بلکه در باکتری‌های دیگر و در سلول‌های خون نیز مشاهده کرده‌اند. این یافته می‌تواند مسیرهای تازه‌ای برای تصویربرداری از نمونه‌های زیستی باز کند.
فیزیک‌دانان قصد دارند از نور برای متمرکز کردن اجسام نظیر نانوذرات یا میکرواورگانیسم‌ها در یک سیال استفاده کنند که این کار می‌تواند منجر به انجام واکنش‌های زیستی یا شیمیایی شود. یکی از پدیده‌هایی که مانع این کار می‌شود، اثر خودمتمرکزسازی بوده که یک اثر غیرخطی است. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که ضریب شکست یک ماده بیشتر از سیال اطراف آن باشد.
ژیگانگ چن و همکارانش از دانشگاه ایالتی سانفرانسیسکو از نانوذرات پلیمری غوطه‌ور در یک سیال استفاده کردند تا مانع از پراش نور و هدایت آن در یک مسیر مشخص شوند.
در قدم بعد این گروه باکتری‌هایی را در یک لوله آزمایش حاوی آب دریا قرار داده و نور لیزر سبز به آنها تاباندند. زمانی که تابش لیزر با توان کم انجام گرفت، بخش اعظمی از نور پراش یافت در حالی که با افزایش توان لیزر از ۰٫۱ وات به ۳ وات، همگرایی پرتو انجام شد و لیزر به‌صورت متمرکز در آب به جلو رفت.
محققان برای پاسخ دادن به دلیل این فرآیند، یک مدل‌سازی انجام دادند؛ این شبیه‌سازی نشان داد حرکت رو به جلو و بازگشت به عقب باکتری‌ها ساختاری شبیه به الیاف نازک ایجاد کرده که این موضوع مانع از پراش نور می‌شود. نکته جالب این بود که باکتری‌ها در طول فرآیند سالم مانده و از بین نمی‌روند.
نتایج این پروژه در نشریه Physical Review Letters منتشر شده‌است.
