π¬ Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΠ΅ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡΠ²ΠΈΡ ΠΠΠ ΠΈ ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ: ΡΠ΅ΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΠΈ ΠΏΠ΅ΡΡΠΏΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Ρ Π±ΠΈΠΎΠΌΠ΅Π΄ΠΈΡΠΈΠ½ΡΠΊΠΈΡ ΠΏΡΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ
π¬ Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΠ΅ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡΠ²ΠΈΡ ΠΠΠ ΠΈ ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ: ΡΠ΅ΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΠΈ ΠΏΠ΅ΡΡΠΏΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Ρ Π±ΠΈΠΎΠΌΠ΅Π΄ΠΈΡΠΈΠ½ΡΠΊΠΈΡ ΠΏΡΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ
π ΠΠ½Π½ΠΎΡΠ°ΡΠΈΡ
ΠΠ°Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡΠ²ΡΡΠ΅Π½ΠΎ Π³ΠΈΠΏΠΎΡΠ΅Π·Π΅ Serhiy Bauer ΠΎ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΡΡ ΡΠ΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΡ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡΠ²ΠΈΡΡ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡΠ» ΠΠΠ ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½ΡΠΎΠ² ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ Ρ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡΠ½ΡΠΌΠΈ Π²ΠΎΠ»Π½Π°ΠΌΠΈ.
πΉ ΠΠΈΠΏΠΎΡΠ΅Π·Π°: Π³Π°ΡΠΌΠΎΠ½ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΡ Π±ΠΈΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΡ ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡΠΎΠ² ΡΠ΅ΡΠ΅Π· Π·Π²ΡΠΊΠΎΠ²ΡΠ΅ ΠΈ ΠΎΠΏΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΡ.
πΉ ΠΡΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅: ΡΠ΅ΡΠ°ΠΏΠΈΡ, Π΄ΠΈΠ°Π³Π½ΠΎΡΡΠΈΠΊΠ° ΠΈ Π±ΠΈΠΎΠΌΠ΅Π΄ΠΈΡΠΈΠ½ΡΠΊΠΈΠ΅ ΡΠ΅Ρ Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ.
πΉ ΠΠΊΡΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΡΡΡ: Π½Π΅ΡΠΌΠΎΡΡΡ Π½Π° ΠΏΠΎΡΠ΅Π½ΡΠΈΠ°Π»ΡΠ½ΡΡ Π·Π½Π°ΡΠΈΠΌΠΎΡΡΡ, Π΄Π°Π½Π½Π°Ρ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΡ ΠΎΡΡΠ°ΡΡΡΡ Π½Π΅Π΄ΠΎΡΡΠ°ΡΠΎΡΠ½ΠΎ ΠΈΠ·ΡΡΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΈ ΡΡΠ΅Π±ΡΠ΅Ρ Π΄Π°Π»ΡΠ½Π΅ΠΉΡΠ΅Π³ΠΎ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ·Π°.
π§ͺ 1. ΠΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅
Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΠ΅ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡΠ²ΠΈΡ Π±ΠΈΠΎΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡΠ» Ρ ΡΠ»Π΅ΠΊΡΡΠΎΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡΠ½ΡΠΌΠΈ ΠΈ Π°ΠΊΡΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΌΠΈ Π²ΠΎΠ»Π½Π°ΠΌΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡΡ ΡΡΠ³ΡΠ°ΡΡ ΠΊΠ»ΡΡΠ΅Π²ΡΡ ΡΠΎΠ»Ρ Π² Π±ΠΈΠΎΡΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ ΠΌΠ΅Π΄ΠΈΡΠΈΠ½Π΅ Π±ΡΠ΄ΡΡΠ΅Π³ΠΎ. ΠΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ ΡΠΎΠ²ΡΠ΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΡΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΠΏΡΠ΅ΠΈΠΌΡΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ ΠΎΡΠΈΠ΅Π½ΡΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½Ρ Π½Π° ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅ΡΡΠΈΠ°Π»ΠΈΠ·Π°ΡΠΈΡ ΠΌΠ΅Π΄ΠΈΡΠΈΠ½Ρ, Π° Π½Π΅ Π½Π° Π³Π»ΠΎΠ±Π°Π»ΡΠ½ΡΠ΅ ΠΏΠΎΠ΄Ρ ΠΎΠ΄Ρ ΠΊ Π²ΠΎΡΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΡ Π·Π΄ΠΎΡΠΎΠ²ΡΡ.
Π¦Π΅Π»Ρ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ β ΡΠ΅ΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈ ΡΠ°ΡΡΠΌΠΎΡΡΠ΅ΡΡ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡΡ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΡΠ΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΡ ΡΠ°ΡΡΠΎΡ ΠΠΠ ΠΈ ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ Π² Π΄ΠΈΠ°Π³Π½ΠΎΡΡΠΈΠΊΠ΅ ΠΈ Π»Π΅ΡΠ΅Π½ΠΈΠΈ.
π 2. Π’Π΅ΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄Ρ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ
π± 2.1. Π‘ΠΏΠ΅ΠΊΡΡΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΉ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ·
ΠΠ»Ρ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ·Π° ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΠΠ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΡΠ΅ΡΡΡ ΡΠ΅ΡΠ°Π³Π΅ΡΡΠΎΠ²Π°Ρ ΡΠΏΠ΅ΠΊΡΡΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΡ (1β10 Π’ΠΡ), ΡΠ°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡΠΎΠ΄Π½ΡΠ΅ ΡΠ²ΡΠ·ΠΈ Π² ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡΠ»Π°Ρ ΠΠΠ Π°ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ³Π»ΠΎΡΠ°ΡΡ ΡΡΠΈ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΡ (Markelz et al., 2002 (https://doi.org/10.1063/1.1485090)).
ΠΠ»Ρ ΠΈΠ·ΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ Π³Π΅ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΎΠ±ΠΈΠ½Π° ΠΏΡΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΠ΅ΡΡΡ ΠΎΠΏΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠ°Ρ ΡΠΏΠ΅ΠΊΡΡΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΡ, ΡΠ°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡΠ»Ρ Π³Π΅ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΎΠ±ΠΈΠ½Π° Π°ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ³Π»ΠΎΡΠ°ΡΡ ΡΠ²Π΅Ρ Π² Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ 400β700 Π½ΠΌ (Prahl, 1998 (https://omlc.org/spectra/hemoglobin/)).
π 2.2. ΠΠΈΠΏΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΡΠ΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΠ΅ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΡ
πΉ Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΠ° ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ
ΠΠ΅ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΎΠ±ΠΈΠ½ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π»Π΅ΡΡΡ Ρ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΠΎΠΉ:
fΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ=Ehf_{\text{ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ}} = \frac{E}{h}
fΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ=4.68Γ1014f_{\text{ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ}} = 4.68 \times 10^{14} ΠΡ (468 Π’ΠΡ)
Π‘ΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²ΡΠ΅Ρ ΠΊΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠΌΡ ΡΠ²Π΅ΡΡ (~640 Π½ΠΌ).
πΉ Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΠ° ΠΠΠ
Π‘ΡΠ΅Π΄Π½ΡΡ Π΄Π»ΠΈΠ½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ°ΡΡ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΠΠ ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²ΡΠ΅Ρ ΡΠ΅ΡΠ°Π³Π΅ΡΡΠΎΠ²ΡΠΌ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΡΠΌ:
fΠΠΠβ5Γ1012f_{\text{ΠΠΠ}} \approx 5 \times 10^{12} ΠΡ (5 Π’ΠΡ).
Π‘ΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²ΡΠ΅Ρ ΠΈΠ½ΡΡΠ°ΠΊΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠΌΡ ΠΈ ΡΠ΅ΡΠ°Π³Π΅ΡΡΠΎΠ²ΠΎΠΌΡ Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Ρ. (Zhang et al., 2019 (https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00577))
πΉ Π§Π°ΡΡΠΎΡΠ° Π±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρ ΠΠΠ ΠΈ ΠΊΡΠΎΠ²ΡΡ
fΠ±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ=β£fΠΠΠβfΠΊΡΠΎΠ²ΠΈβ£f_{\text{Π±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ}} = | f_{\text{ΠΠΠ}} - f_{\text{ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ}} |
fΠ±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ=4.63Γ1014f_{\text{Π±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ}} = 4.63 \times 10^{14} ΠΡ
Π‘ΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²ΡΠ΅Ρ ΠΊΡΠ°ΡΠ½ΠΎΠΌΡ ΡΠ²Π΅ΡΡ (~648 Π½ΠΌ). (Hamblin, 2017 (https://doi.org/10.3934/biophy.2017.3.337))
π 3. ΠΠΎΠ΄ Π΄Π»Ρ ΡΠ°ΡΡΡΡΠ° ΡΠ΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½ΡΡ ΡΠ°ΡΡΠΎΡ
import numpy as np h = 6.626e-34 # ΠΠΎΡΡΠΎΡΠ½Π½Π°Ρ ΠΠ»Π°Π½ΠΊΠ°, ΠΠΆΒ·Ρ E_blood = 3.1e-19 # ΠΠ½Π΅ΡΠ³ΠΈΡ ΡΠΎΡΠΎΠ½Π° ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ, ΠΠΆ lambda_dna = 3.4e-9 # ΠΠ»ΠΈΠ½Π° ΠΏΠ°ΡΡ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΠΠ, ΠΌ c = 3.0e8 # Π‘ΠΊΠΎΡΠΎΡΡΡ ΡΠ²Π΅ΡΠ°, ΠΌ/Ρ # Π Π°ΡΡΡΡΡ f_blood = E_blood / h # Π§Π°ΡΡΠΎΡΠ° ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ (ΠΡ) f_dna = c / lambda_dna # Π§Π°ΡΡΠΎΡΠ° ΠΠΠ (ΠΡ) f_beats = abs(f_blood - f_dna) # Π§Π°ΡΡΠΎΡΠ° Π±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ (ΠΡ) # ΠΡΠ²ΠΎΠ΄ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΠΎΠ² print(f"Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΠ° ΠΊΡΠΎΠ²ΠΈ: {f_blood:.2e} ΠΡ") print(f"Π Π΅Π·ΠΎΠ½Π°Π½ΡΠ½Π°Ρ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΠ° ΠΠΠ: {f_dna:.2e} ΠΡ") print(f"Π§Π°ΡΡΠΎΡΠ° Π±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ: {f_beats:.2e} ΠΡ")
β 4. ΠΠΈΠΏΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Π²ΡΠ²ΠΎΠ΄Ρ
ΠΠΏΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΈ Π°ΠΊΡΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΡΠ°ΡΡΠΎΡΡ ΠΌΠΎΠ³ΡΡ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡΠ²ΠΎΠ²Π°ΡΡ Ρ Π±ΠΈΠΎΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡΠ»Π°ΠΌΠΈ.
ΠΡΠ°ΡΠ½ΡΠΉ ΡΠ²Π΅Ρ (~648 Π½ΠΌ) ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ Π±ΡΡΡ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΠΎΠ²Π°Π½ Π΄Π»Ρ ΡΠ΅Π³Π΅Π½Π΅ΡΠ°ΡΠΈΠΈ ΠΊΠ»Π΅ΡΠΎΠΊ.
Π’Π΅ΡΠ°Π³Π΅ΡΡΠΎΠ²ΡΠ΅ ΡΠ΅Π½ΡΠΎΡΡ ΠΌΠΎΠ³ΡΡ ΡΡΠ°ΡΡ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π½ΠΎΠ²ΡΡ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠ² Π΄ΠΈΠ°Π³Π½ΠΎΡΡΠΈΠΊΠΈ.
π 5. ΠΠ°ΠΊΠ»ΡΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅
Π Π°Π±ΠΎΡΠ° ΠΏΡΠ΅Π΄Π»Π°Π³Π°Π΅Ρ Π½ΠΎΠ²ΡΠ΅ Π³ΠΈΠΏΠΎΡΠ΅Π·Ρ, Π½ΠΎ ΡΡΠ΅Π±ΡΠ΅Ρ:
β ΠΠ΅ΡΠ΅ΡΠΌΠΎΡΡΠ° ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅ΠΏΡΠΈΠΈ Π±ΠΈΠ΅Π½ΠΈΠΉ.
β Π Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡ Π³ΠΈΠΏΠΎΡΠ΅Π· ΠΈ ΡΠ°ΠΊΡΠΎΠ².
β ΠΠΊΡΠΏΠ΅ΡΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ΡΠ²Π΅ΡΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΡ.
π° 6. ΠΠ΅ΠΊΠ»Π°ΡΠ°ΡΠΈΡ ΠΎ ΡΡΠ°ΡΡΡΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ
ΠΠ°Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ΅ΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ΅ ΠΈ Π½Π΅ ΠΏΠΎΠ΄ΡΠ²Π΅ΡΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΎ Π»Π°Π±ΠΎΡΠ°ΡΠΎΡΠ½ΠΎ.
Π€ΠΈΠ½Π°Π½ΡΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΡΡΡΡΡΡΠ²ΡΠ΅Ρ.
ΠΡΠΈΡΠΈΠ°Π»ΡΠ½ΡΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ Π² Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ Π½Π΅ ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΡΡΡΡ.
Serhiy Bauer Π½Π°Π΄Π΅Π΅ΡΡΡ, ΡΡΠΎ ΡΡΠ° ΡΠ°Π±ΠΎΡΠ° ΡΡΠ°Π½Π΅Ρ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Π΄Π»Ρ Π±ΡΠ΄ΡΡΠΈΡ Π½Π°ΡΡΠ½ΡΡ ΠΎΡΠΊΡΡΡΠΈΠΉ.
π 7. Π‘ΠΏΠΈΡΠΎΠΊ Π»ΠΈΡΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΡ
Markelz, A. G. et al. (2002). "Terahertz spectroscopy of biological molecules." DOI (https://doi.org/10.1063/1.1485090)
Prahl, S. (1998). "Optical Absorption of Hemoglobin." Link (https://omlc.org/spectra/hemoglobin/)
Zhang, X. et al. (2019). "Terahertz Biosensing Technology." DOI (https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00577)
Hamblin, M. R. (2017). "Photobiomodulation Therapy." DOI (https://doi.org/10.3934/biophy.2017.3.337)
π ΠΡΠ° ΡΡΠ°ΡΡΡ ΠΏΡΠ΅Π΄ΡΡΠ°Π²Π»ΡΠ΅Ρ ΡΠΎΠ±ΠΎΠΉ Π½Π΅Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΠ΅ ΡΠ΅ΠΎΡΠ΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ΅ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅. π