«Микроскоп квантовой запутанности» обнаруживает «невидимую» структуру (перевод - japan)

«Квантовая запутанность» относится к состоянию, в котором две или более частиц имеют аномальную корреляцию, которую нельзя объяснить с помощью классической механики. Ожидается, что он будет использоваться в различных областях, таких как вычислительная техника, связь и датчики .) Прогнозируется, что это будет масштабная отрасль.

Микроскоп с «запутанными» фотонами

Совместная исследовательская группа Университета Квинсленда, Австралия, и Университета Ростока, Германия, преуспела в разработке нового микроскопа, который использует «запутанные» фотоны для выявления биологических структур, которые ранее были невидимы. Результаты исследования были опубликованы в академическом журнале Nature 9 июня 2021 года .

Существующие лазерные микроскопы позволяют наблюдать с точностью до 1/10 000 толщины человеческого волоса, но поскольку они используют лазер, который в миллиарды раз ярче солнечного света, их можно использовать в качестве хрупких биологических образцов, таких как человеческие клетки. нанести урон.

Поэтому исследовательская группа решила решить эту проблему, используя характеристики «запутанности». В обычном микроскопе интенсивность лазера увеличивается, чтобы уменьшить шум и улучшить качество изображения, но, используя «запутывание» фотонов, составляющих лазер, шум можно уменьшить без увеличения интенсивности лазера.

Можно наблюдать, не повреждая биологические образцы

Концентрируя фотоны на лазерном импульсе длительностью миллиарды секунд, исследователи создали «запутанность», которая была в триллион раз ярче, чем ранее. Когда этот «запутанный» лазерный луч использовался в микроскопе, способность изображения улучшалась на 35%, а чувствительность повышалась на 14% без повреждения биологического образца.

Когда мы действительно наблюдали вибрацию молекул в дрожжевых клетках с помощью этого «микроскопа квантовой запутанности» и обычного микроскопа, «микроскоп квантовой запутанности» более четко фиксирует область и клеточную стенку, где жир накапливается в клеточном поле.

Автор исследовательской работы, профессор Уорвик Боуэн из Университета Квинсленда, надеется, что преимущества этого «микроскопа запутывания» «значительно помогут выяснить дальнейшие биологические системы и улучшить методы диагностики».

источник: