Forskere fra Australien og Tyskland har skabt et kvantemikroskop, der er i stand til at se tidligere usynlige cellulære strukturer. Ifølge forfatterne åbner dette vejen for skabelsen af nye bioteknologier og praktiske anvendelser – fra navigation til medicinsk billeddannelse.
Produktiviteten af lysmikroskoper er begrænset af niveauet af tilfældig støj skabt af elementære partikler af lys - kvanta af elektromagnetisk stråling eller fotoner. Fotonernes diskrethed bestemmer følsomheden, opløsningen og hastigheden af optiske enheder. For at optimere disse parametre går udviklere normalt ved at øge lysintensiteten og erstatte dets sædvanlige kilder med laserkilder. Men brugen af lasermikroskoper er ikke altid mulig, når man studerer biologiske systemer, fordi lyse lasere kan ødelægge en levende celle.
Forskere fra University of Queensland har foreslået, at biologisk billeddannelse kan forbedres uden at øge lysintensiteten ved at bruge kvantefoton-korrelationer. Sammen med tyske kolleger beviste de eksperimentelt, at det ved hjælp af kvantekorrelationer er muligt at opnå et signal-til-støj-forhold 35 % højere end med konventionel mikroskopi uden fotodestruktion. Hastigheden af billedbehandling er meget højere med denne teknologi.
Redaktørens anbefaling: Om kvantecomputere i simple ord
Forfatterne skabte en enhed, der er et sammenhængende mikroskop med subbølgelængdeopløsning og skarpt kvante-korreleret lys, som tillader visualisering af molekylære bindinger inde i cellen.
Mikroskopet er baseret på videnskaben om kvantesammenfiltring, en effekt som Einstein beskrev som skræmmende interaktioner på afstand. Det er verdens første sammenfiltringsbaserede sensor med ydeevne, der overgår det bedste af eksisterende teknologier. Ifølge eksperter vil dette gennembrud føre til fremkomsten af forskellige typer nye teknologier - fra de nyeste navigationssystemer til mere avancerede MR-maskiner.
Sammenfiltring menes at være kernen i kvanterevolutionen. Nye sensorer, der anvender dette princip, kan erstatte eksisterende ikke-kvanteteknologier. Verdens bedste mikroskoper bruger klare lasere, der er milliarder af gange lysere end Solen. Skrøbelige biologiske systemer, såsom den menneskelige celle, kan kun modstå deres lys i meget kort tid, og det er en alvorlig hindring. Kvantesammenfiltring i det nye mikroskop giver 35 % forbedret opløsning uden at ødelægge cellen, hvilket gør det muligt at se de mindste biologiske strukturer, som ellers ville være usynlige.
Forfatterne anser den nye metodes største succes for at overvinde den såkaldte "hårde barriere" fra traditionel lysmikroskopi, som ikke er i stand til at trænge ind i en levende celle.
Læs også:
det er tydeligt, at teksten er skabt af vores autentiske ukrainske journalister