Home » Știință » Inseparabilitatea fotonilor deschide calea către microscopia cuantică

Inseparabilitatea fotonilor deschide calea către microscopia cuantică

Publicat: 09.05.2023

Oamenii de știință prezintă un nou concept numit microscopia cuantică prin coincidență (QMC), care este cheia îmbunătățirii rezoluției, vitezei și raportului contrast-zgomot.

O stare de bifoton este o stare cuantică care reprezintă doi fotoni inseparabili. Asta înseamnă că starea unuia depinde de starea celuilalt, indiferent cât de departe ar fi unul de celălalt.

Bifotonii au fost folosiți la scară largă pentru diferite tehnici de imagistică cuantică, cum ar fi holografia cuantică. Cu toate acestea, metoda are mai multe probleme, inclusiv viteze și rezoluții spațiale mici, care i-au împiedicat progresul.

Acum, un grup de oameni de știință de la Caltech a dezvoltat microscopia cuantică capabilă să vadă comportamentul cuantic la o rezoluție de două ori mai mare.

Studiul, publicat în Nature Communications, a fost condus de Lihong V. Wang, de la Caltech, și poate revoluționa domeniul imagisticii cuantice.

Ce este microscopia cuantică?

Echipa prezintă un nou concept numit microscopie cuantică prin coincidență (QMC), care este cheia îmbunătățirii rezoluției, vitezei și raportului contrast-zgomot.

Un microscop funcționează prin mărirea obiectelor care sunt prea mici pentru a fi vizibile cu ochiul liber. Cu toate acestea, există o problemă. Microscoapele funcționează numai atunci când dimensiunea minimă a obiectului este de jumătate din lungimea de undă a luminii utilizate de microscop. Pentru a observa obiecte mai mici, un microscop trebuie să folosească o lumină cu o lungime de undă mai scurtă, cum ar fi lumina ultravioletă.

Însă utilizarea unor lungimi de undă mai scurte de lumină poate arde sau deteriora celulele vii care trebuie observate cu ajutorul unui microscop. QMC rezolvă această problemă, scrie Interesting Engineering.

QMC folosește bifotoni (doi fotoni) care au impulsul de două ori mai mare decât un singur foton. Impulsul este invers proporțional cu lungimea de undă. Prin urmare, un bifoton are jumătate din lungimea de undă a unui foton individual, oferind o rezoluție de două ori mai mare.

Cum funcționează noul microscop?

Configurația constă într-un laser care produce bifotonul. Cei doi fotoni sunt împărțiți astfel încât un foton trece prin obiectul observat, iar celălalt urmează o cale paralelă evitând în întregime obiectul. La sfârșitul traseului, fotonii ajung la detectorul unde este construită imaginea.

Pentru a demonstra capacitățile configurației lor, echipa a folosit-o pentru a produce imagini ale celulelor canceroase. Microscopul cuantic a reușit să facă distincția dintre structurile celulare, în timp ce un microscop clasic nu a putut face acest lucru. În plus, metoda nu a distrus celulele, ceea ce este o altă realizare importantă a studiului.

Această cercetare ar putea avea implicații uriașe pentru domeniul imagisticii medicale, unde celulele trebuie observate la nivel microscopic și este necesară o rezoluție mai mare pentru identificarea problemelor.

Cercetările viitoare s-ar putea concentra pe utilizarea mai multor fotoni pentru a crește și mai mult rezoluția, minimizând în același timp zgomotul care apare din interacțiunea fotonilor cu mediul.

Vă recomandăm să citiți și:

A fost descoperit primul nou izotop greu al uraniului din ultimele decenii

Cercetătorii au creat bateria comestibilă și reîncărcabilă

Un material ultra-subțire pentru dublarea eficienței celulelor solare

Oamenii de știință au creat un nou tip de cristal „fotonic” al timpului

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Motivul „uman” pentru care babuinii se deplasează în șir indian
Motivul „uman” pentru care babuinii se deplasează în șir indian
Abraham Lincoln, vizionarul unității naționale și al abolirii sclaviei
Abraham Lincoln, vizionarul unității naționale și al abolirii sclaviei
Capitala istorică a matcha, în pericol din cauza cererii tot mai mari de ceai
Capitala istorică a matcha, în pericol din cauza cererii tot mai mari de ceai
⁠Crima care i-a marcat copilăria Doinei Ruști. Scriitoarea momentului se destăinuie: „M-a torturat”
⁠Crima care i-a marcat copilăria Doinei Ruști. Scriitoarea momentului se destăinuie: „M-a torturat”
Impactul uman asupra stratosferei a început mai devreme decât se credea
Impactul uman asupra stratosferei a început mai devreme decât se credea
Mersul pe jos peste 100 de minute pe zi poate reduce riscul de dureri de spate
Mersul pe jos peste 100 de minute pe zi poate reduce riscul de dureri de spate
Test de cultură generală. De ce chinezii mănâncă doar cu bețișoare?
Test de cultură generală. De ce chinezii mănâncă doar cu bețișoare?
Cea mai mare cometă de la periferia Sistemului Solar explodează cu jeturi de gaz
Cea mai mare cometă de la periferia Sistemului Solar explodează cu jeturi de gaz
Vladimir Putin insistă că Ucraina aparține în totalitate Rusiei
Vladimir Putin insistă că Ucraina aparține în totalitate Rusiei
SUA nu ar trebui să respecte obiectivul NATO privind cheltuielie de apărare, susține Trump
SUA nu ar trebui să respecte obiectivul NATO privind cheltuielie de apărare, susține Trump
Papa Leon atrage atenția că viața umană „are o valoare mai mare decât orice algoritm”
Papa Leon atrage atenția că viața umană „are o valoare mai mare decât orice algoritm”
Vaccinul dezvoltat de acest medic a salvat milioane de vieţi
Vaccinul dezvoltat de acest medic a salvat milioane de vieţi
Unde a fost descoperit unul dintre cele mai mari laboratoare de droguri din România?
Unde a fost descoperit unul dintre cele mai mari laboratoare de droguri din România?
Donald Trump vrea „pace rapidă” altfel „va fi tragedie” pentru Iran
Donald Trump vrea „pace rapidă” altfel „va fi tragedie” pentru Iran
Loviturile SUA asupra Iranului sunt „o escaladare periculoasă”, avertizează șeful ONU
Loviturile SUA asupra Iranului sunt „o escaladare periculoasă”, avertizează șeful ONU
Ce s-a întâmplat după interzicerea și taxarea pungilor de plastic în SUA?
Ce s-a întâmplat după interzicerea și taxarea pungilor de plastic în SUA?
Radiațiile UV: Ce trebuie să știm pentru a ne proteja pielea și sănătatea
Radiațiile UV: Ce trebuie să știm pentru a ne proteja pielea și sănătatea
Dinți vechi de 2 milioane de ani dezvăluie pentru prima dată sexul unei maimuțe umanoide preistorice
Dinți vechi de 2 milioane de ani dezvăluie pentru prima dată sexul unei maimuțe umanoide preistorice