Amerika sukurs pirmąjį pasaulyje kvantinį rentgeno mikroskopą naudodama kvantinį susipynimą

Brookhaveno nacionalinės laboratorijos mokslininkų grupė sukūrė visiškai naują rentgeno mikroskopą, kuris savo darbe naudoja kvantinį pasaulį, kad sudarytų „vaiduoklių vaizdus“ iš biomolekulių aukštyje leidimas. Apie tai aš noriu jums dabar pasakyti.

Kokia yra naujojo rentgeno mikroskopo esmė

Be jokios abejonės, klasikiniai rentgeno mikroskopai yra labai naudingi vienetai, leidžiantys peržiūrėti įvairiausius mėginius didžiausia skiriamąja geba. Tačiau yra vienas ypatumas: darbo procese naudojama spinduliuotė gali tiesiog sunaikinti jautrius mėginius, tokius kaip virusai, bakterijos ar kai kurios ląstelės.

Žinoma, galite sumažinti radiacijos intensyvumą iki priimtino lygio, o ląstelės išliks nepažeistos, tačiau tai paveiks vaizdo aiškumą.

Brookhaveno nacionalinės laboratorijos (JAV) inžinieriai rado būdą, kaip sumažinti radiacijos intensyvumą, išlaikant didžiausią aiškumą.

Norėdami tai padaryti, buvo nuspręsta naudoti kvantinio pasaulio keistenybes - kvantinį susipainiojimą.

Taigi klasikiniame rentgeno mikroskope fotonų pluoštas praeina per tiriamą mėginį ir tada detektorius surenka kitoje pusėje.

Naujame mikroskope su panaudota kvantine amplifikacija rentgeno spindulys yra padalintas į dvi dalis. Šiuo atveju tik viena pusė praeina per tiriamą mėginį, tačiau kad ir kaip keistai tai skambėtų, matavimuose dalyvauja abi pusės.

Kvantinis įsipainiojimas į veiksmą

Klausimas gana logiškas: kaip tai tapo įmanoma? Ir visa tai dėka tokio visiškai neištirto reiškinio kaip kvantinis susipynimas. Tai yra, dvi dalelės gali būti taip susipynusios viena su kita, kad vienos pasikeitimas paskatins momentinis kitos dalelės pokytis ir tuo pačiu visiškai nesvarbu, koks atstumas tarp dalelių yra Šis momentas.

Tai reiškia, kad dalelės keičiasi informacija greičiu, kuris žymiai viršija šviesos greitį.

Taigi mūsų naujojo rentgeno mikroskopo atveju skirstytuvas gamina susipynusių fotonų poras. Tokiu atveju vienas iš jų perduodamas per mėginį ir perduoda informaciją detektoriui pagal įprastą schemą.

Tačiau tuo metu, kai pasikeičia pirmasis fotonas, tie patys pokyčiai įvyksta ir antrame fotone, kuris jokiu būdu nesąveikauja su tiriama medžiaga. Tada, kai antrasis fotonas patenka į detektorių, iš jo paimama papildoma informacija ir taip sukuriamas aiškus tiriamo objekto vaizdas.

Nors iš pirmo žvilgsnio tai atrodo nelogiška, tačiau dėl tikslių matematinių skaičiavimų mokslininkams pavyksta sujungti dviejų spindulių informaciją.

Šis procesas yra vadinamas vaiduoklių vaizdavimu, ir prieš naująją plėtrą buvo įmanoma atlikti tik su matomos šviesos spektro fotonais.

Naujasis mikroskopas pirmasis pasaulyje pritaikys šią technologiją rentgeno spinduliams. Taigi, leidžiant gauti vaizdus, ​​mėginių dydis, mažesnis nei 10 nanometrų, o bandomieji mėginiai lieka nepakitę.

Rentgeno mikroskopas bus pagrįstas nacionaliniu sinchroniniu šviesos šaltiniu II (NSLS-II). Ir jei viskas vyks pagal planą, pirmuosius vaizdus galima išsamiai išnagrinėti jau 2023 m.

Jei jums patiko medžiaga, tada uždėkite nykščius ir užsiprenumeruokite. Ačiū už dėmesį!