» » Новый микроскоп использует “жуткое действие на расстоянии”

Новый микроскоп использует “жуткое действие на расстоянии”

Новый микроскоп использует “жуткое действие на расстоянии”
©Brookhaven National Laboratory

Инженеры Брукхейвенской национальной лаборатории разработали новый странный рентгеновский микроскоп, который использует мир квантовой физики для создания «призрачных изображений» биомолекул в высоком разрешении при более низкой дозе излучения.

Рентгеновские микроскопы – полезные инструменты для визуализации образцов с высоким разрешением, но присутствующее излучение может повредить чувствительные образцы, такие как вирусы, бактерии и некоторые клетки. Снижение дозы облучения – это один из способов решения этой проблемы, но, к сожалению, это также снижает разрешение изображения.

Теперь команда из Брукхейвена нашла способ поддерживать более высокое разрешение при более низкой дозе облучения – и все, что им нужно было сделать, – это задействовать причуды квантовой физики.

В стандартном рентгеновском микроскопе один пучок фотонов проходит через образец и собирается детектором на другой стороне. Но в новом рентгеновском микроскопе с квантовым усилением луч разделяется на две части, и только одна половина проходит через образец – и тем не менее оба луча проводят измерения.

Как такое возможно? Все благодаря странному явлению, известному как квантовая запутанность. По сути, две частицы могут настолько переплетаться друг с другом, что взаимодействие с одной из них мгновенно изменит состояние ее партнера, независимо от того, какое расстояние их разделяет. Это означает, что они “общаются” друг с другом со скоростью, превышающей скорость света, что считается невозможным – отсюда и нежелание Эйнштейна принять это явление. Сам Альберт Эйнштейн называл квантовую запутанность “жутким действием на расстоянии”.

В случае нового рентгеновского микроскопа светоделитель производит пары запутанных фотонов. Один из них проходит через образец и как обычно передает информацию на детектор. Но в то же время это приводит к тому, что его партнер тоже автоматически меняет свое состояние, даже если он не контактировал с образцом. Затем, когда он попадает в собственный детектор, из него можно почерпнуть дополнительную информацию.

«Один поток проходит через образец и собирается детектором, который регистрирует фотоны с хорошим временным разрешением, в то время как другой поток фотонов кодирует точное направление, в котором распространяются фотоны», – говорит Андрей Флюерасу, ведущий разработчик.

«Это похоже на волшебство. Но с помощью математических расчетов мы сможем сопоставить информацию от двух лучей».

Этот процесс называется призрачным изображением, и до сих пор он использовался только с фотонами видимого света. Новый микроскоп будет первым, который адаптирует эту технику к рентгеновским лучам, позволяя снимать изображения образцов размером менее 10 нанометров, не разрушая их.

Новый рентгеновский микроскоп будет построен на базе National Synchrotron Light Source II (NSLS-II). Если все пойдет по плану, он должен начать работу в 2023 году.

25 ноябрь 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Физики предлагают новый метод наблюдения гипотетического эффекта Унру

Эффект Унру был описан Стивеном Фуллингом в 1973 году, Полом Дэвисом в 1975 году и Уильямом (Биллом) Унру в 1976 году.

Объяснение гравитации без теории струн

Когда мы наблюдаем работу гравитации, например движение планет или свет, проходящий близко к черной дыре, кажется, все подчиняется законам, описанным Эйнштейном

Российские ученые создали прототип самой чувствительной видеокамеры в мире

Первые попытки детектировать фотоны «поштучно» предпринимались еще в начале XX века на электронных лампах – фотоэлектронных умножителях

Физики квантово запутали 15 триллионов атомов в горячем газе

Учёные сломали стереотип, что квантовая запутанность — невероятно хрупкое состояние, которое требует сверхнизких температур и изоляции одиночных атомов.

Гамма-всплески, похоже, могут возвращаться назад во времени

Скорости, превышающие скорость света, могут быть причиной того, что гамма-всплески, кажется, возвращаются назад во времени.

Китайский луноход обнаруживает странное вещество на противоположной стороне Луны

Китайская программа по исследованию Луны опубликовала изображения, которые дают нам представление о таинственном материале, обнаруженном на противоположной стороне Луны....
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Уличный художник заполняет выбоины в своём родном городе яркими мозаиками«Разрывая семейные узы» Нормана РокуэллаСкульптуры-спирали Ли СангсуИрина Лёвшина и её пластилиновые копии известных картинLa Muralla Roja, фантастический дом-лабиринт в ИспанииКак работает бумеранг и кто его изобрел?В Перу обнаружили древние захоронения — какие секреты хранят останки?10 лесов, которые наносят природе непоправимый вред