Между двумя полупроводниками оставляется небольшой промежуток. Один полупроводник изготовлен из материала, имеющего сравнительный избыток электронов, а другой – из материала, имеющего сравнительный дефицит электронов. Количественная инверсия создается в промежутке. Когда электромагнитный импульс определенной частоты проходит через эти полупроводники, он активирует каскад светового усиления. Зеркала в промежутке между двумя полупроводниками улавливают эти фотоны и усиливают световой каскад, который фокусируется в виде лазерного луча. Точная частота излучаемого света контролируется регулировкой частоты электромагнитной энергии, подаваемой в систему[151]
.Первый лазер, сконструированный Теодором Г. Мейманом в исследовательской лаборатории Хьюджеса в Малибу (Калифорния) в 1960 году, был горячим лазером. В течение одного года горячие лазеры, способные прожигать ткань, нашли применение в хирургии, частично заменив скальпели, а в 1963 году они были использованы для разрушения опухолей у подопытных животных. Лазеры приобрели широкую известность после премьеры кинофильма «Голдфингер», где есть сцена, в которой Джеймс Бонд привязан к столу, а горячий лазер, похожий на огромный блестящий шприц и испускающий тонкий луч красного цвета, угрожает разрезать его пополам.
ГОЛДФИНГЕР (
БОНД: Хотите, чтобы я заговорил?
ГОЛДФИНГЕР (
Как лазеры лечат живые ткани.
К 1965 году было известно, что лазеры низкой интенсивности могут оказывать целебное воздействие. Ширли Э. Карни, работавшая в Бирмингеме, продемонстрировала, что лазеры низкой интенсивности способствуют росту коллагеновых волокон в кожных покровах[152]
. Коллаген – это белок, который составляет основу наших соединительных тканей, помогает им поддерживать форму и необходим для их восстановления. В 1968 году доктор Индре Местер из Будапешта доказал, что лазеры могут стимулировать рост кожной ткани у крыс, а год спустя – что лазеры могут значительно ускорить заживление ран. В середине 1970-х годов в СССР развернулись масштабные исследования и клинические эксперименты по лазерной стимуляции живых тканей. Эта методика в 1980-е годы была распространена в странах коммунистического блока, но редко встречалась на Западе.Лишь после окончания «холодной войны» медицинские лазеры получили распространение на Западе, и только в 2002 году управление по контролю за продуктами и лекарствами одобрило первое устройство для низкоинтенсивной лазерной терапии в США.
Когда фотоны встречаются с веществом, может произойти одна из четырех вещей. Фотоны могут отразиться от вещества, пройти через него, войти в него, но рассеяться внутри, или же фотоны могут быть поглощены без особого рассеивания. Когда фотоны поглощаются живой тканью, они запускают химические реакции в светочувствительных молекулах. Разные молекулы поглощают световые волны разной длины. К примеру, красные кровяные тельца поглощают весь свет, кроме красного. У растений зеленый хлорофилл поглощает все цвета спектра, кроме зеленого.
Люди склонны думать, что светочувствительные молекулы существуют только в глазной сетчатке, но их существует как минимум четыре главных типа: родопсин (в сетчатке, поглощает свет для зрения), гемоглобин (в красных кровяных тельцах), миоглобин (в мышцах) и, самое главное, цитохром (во всех клетках). Цитохром – это чудо, объясняющее, каким образом лазеры могут исцелять так много разных болезней; он преобразует световую энергию солнца в клеточную энергию. Большинство фотонов абсорбируется митохондриями, «энергетическими фабриками» внутри клеток.
Поразительно, но наши митохондрии поглощают энергию, значавшую свой путь в 93 миллионах миль от нас, – энергию Солнца – и высвобождают ее для использования в наших клетках. Окруженные тонкой мембраной, митохондрии наполнены светочувствительным цитохромом. Когда солнечные фотоны проходят через мембрану и вступают в контакт с цитохромом, они абсорбируются и инициируют образование молекулы, запасающей энергию в наших клетках. Эта молекула, которая называется АТФ (аденозинтрифосфат), похожа на универсальную батарею, обеспечивающую энергией клетки для их нормальной работы. АТФ также дает энергию, которая может быть использована иммунной системой для восстановления клеток.
Лазерный свет активизирует выработку АТФ[153]
, поэтому он может инициировать и ускорить восстановление и рост здоровых новых клеток, включая те, которые образуют хрящи (хондроциты), кости (остеоциты) и соединительную ткань (фибробласты).