Лука Турин - Секрет аромата. От молекулы до духов. Как запах становится произведением искусства

Вот здесь и возникают пульсации: по мере повышения напряжения электроны сначала продолжают свой обычный горизонтальный полет, потому что для колебания молекулы нужно иметь определенный минимум энергии. Затем, когда разность напряжения создает энергию, достаточную для создания самого слабого колебания молекулы, некоторые электроны переходят в режим «взлет-падение-взлет». Когда разность напряжения создает энергию, вызывающую второе колебание, к процессу «взлетов-падений-взлетов» подключается еще больше электронов. Вы усиливаете ток, и к тому моменту, когда он достигает 0,5 вольта, что соответствует волновому числу 4000, несчастные молекулы растворителя, как Вуди Аллен в оргазмотроне [73] В фильме В. Аллена «Спящий». — Прим. пер. , уже подвергаются безумной щекотке, и каждое из их колебаний помогает электронам пролететь на другую сторону. Разумеется, общее количество тока больше, чем если бы в промежутке не было молекул растворителя, потому что каждая молекула действует как трамплин; у электронов возникает гораздо больше возможностей перебраться из одного куска металла в другой, и они непременно ими пользуются.

После того как Яклевич и Ламбе со всем этим разобрались, у них появился прекрасный повод гордиться собой. Одним махом они открыли новый механизм взаимодействия электронов: процесс «взлета-падения-взлета» получил название «неупругое туннелирование электронов». В качестве бонуса они также придумали совершенно новый способ измерения молекулярных колебаний, лишенный недостатков рамановской и инфракрасной спектроскопии, в частности, селективной слепоты оптических устройств в отношении некоторых молекулярных колебаний. Неплохо для двухлетней работы. Любопытно отметить, что появился слух (возможно, не без злого умысла), будто бы их первая схема пульсаций возникла из-за масла вакуумного насоса, которое случайным образом попало на их «переходы». Эта липкая история, вероятно, связана с ожиданиями компании Ford Motor, которая хотела поучаствовать в этом деле, но, как с сожалением сказал мне Яклевич, это абсолютная неправда. На самом деле, они в шутку пробовали использовать масло для этой цели, но у них ничего не получилось, поскольку вакуумные масла предназначены, как можно догадаться, для того, чтобы предотвратить любое испарение.

Яклевич вспоминает, что у них были большие надежды на эту новую методику как инструмент для химиков-аналитиков, но они не оправдались. Устройства типа «металл-изолятор-металл» и тогда, и сейчас довольно сложно изготавливать и, вероятно, химику проще приобрести рамановский и инфракрасный спектроскопы, чем пытаться создать туннелирующий. Когда я разговаривал с Яклевичем о тех временах, он спросил, почему меня, биолога, это интересует, и я объяснил, что вижу в этом потенциальную связь с запахами. «О, — воскликнул он, — мы думали об этом!» В этот момент я, слегка обидевшись на то, с какой легкостью он это произнес, признался, что весьма удивлен. Яклевич очаровательно ответил: «Видишь ли, мы были весьма сообразительны, и эта мысль как-то сама возникла в ходе дискуссии». И что было дальше? Яклевич вспоминает: «У Форда были три химические лаборатории, и мы часто общались с соседями. Мы обсуждали с ними этот вопрос, и кто-то сказал, что запах молекулы может зависеть от ее формы».

Но они все-таки решили пойти дальше и заказали себе некоторое количество дейтерированной уксусной кислоты, чтобы проверить, действительно ли она пахнет иначе, чем обычная. Может, пахла, может, и нет, во всяком случае они бросили эту идею, которая все равно не входила в сферу их интересов и не имела никакой пользы для Форда. Историю с запахами они обсуждали с другими учеными на первой международной конференции по туннелированию в 1969 г. Но они никогда не слышали про Райта, равно как и он про них, хотя все публиковались в самых распространенных научных журналах мира — в Nature и Physical Review! Яклевич и Ламбе с удивлением узнали от меня, что их идея, в конце концов, могла оказаться правильной. Если бы о ней знал Райт, он бы сразу увидел, что а) это механизм, предназначенный для наноразмерных устройств, таких как белки, поскольку туннелирование действует исключительно на расстояниях, сопоставимых, в частности, с размерами молекул запаха, и б) клетки омываются потоками электронов, а энзимы предназначены для их транспортировки, а таким образом создание биологического спектроскопа одним махом переходит из состояния невозможного во вполне вероятное. Остается только заполнить промежутки (сейчас это реально, как мы увидим дальше). Жаль только, что я не имел возможности сообщить ему эту новость десять лет назад.