Australijos ir Vokietijos mokslininkai sukūrė kvantinį mikroskopą, galintį pamatyti anksčiau nematomas ląstelių struktūras. Pasak autorių, tai atveria kelią naujų biotechnologijų kūrimui ir praktiniam pritaikymui – nuo navigacijos iki medicininio vaizdo gavimo.
Šviesos mikroskopų produktyvumą riboja elementariųjų šviesos dalelių – elektromagnetinės spinduliuotės kvantų, arba fotonų – sukuriamo atsitiktinio triukšmo lygis. Fotonų diskretiškumas lemia optinių įrenginių jautrumą, skiriamąją gebą ir greitį. Norėdami optimizuoti šiuos parametrus, kūrėjai dažniausiai didina šviesos intensyvumą ir įprastus šaltinius keičia lazeriniais. Tačiau tiriant biologines sistemas ne visada įmanoma naudoti lazerinius mikroskopus, nes ryškūs lazeriai gali sunaikinti gyvą ląstelę.
Kvinslando universiteto mokslininkai pasiūlė, kad biologinį vaizdą galima pagerinti nedidinant šviesos intensyvumo, naudojant kvantines fotonų koreliacijas. Kartu su vokiečių kolegomis jie eksperimentiškai įrodė, kad kvantinių koreliacijų pagalba galima gauti 35% didesnį signalo ir triukšmo santykį nei naudojant įprastą mikroskopiją be fotodestrukcijos. Naudojant šią technologiją, vaizdo apdorojimo greitis yra daug didesnis.
Redaktoriaus rekomendacija: Apie kvantinius kompiuterius paprastais žodžiais
Autoriai sukūrė prietaisą, kuris yra koherentinis mikroskopas su subbangos ilgio skiriamąja geba ir ryškia kvantine koreliuojančia šviesa, kuri leidžia vizualizuoti molekulinius ryšius ląstelės viduje.
Mikroskopas pagrįstas kvantinio susipynimo mokslu – efektu, kurį Einšteinas apibūdino kaip baisus bendravimas per atstumą. Tai pirmasis pasaulyje įsipainiojęs jutiklis, kurio našumas pranoksta geriausias esamas technologijas. Pasak ekspertų, šis proveržis lems įvairių tipų naujų technologijų atsiradimą – nuo naujausių navigacijos sistemų iki pažangesnių MRT aparatų.
Manoma, kad įsipainiojimas yra kvantinės revoliucijos esmė. Nauji jutikliai, naudojantys šį principą, galėtų pakeisti esamas ne kvantines technologijas. Geriausi pasaulio mikroskopai naudoja ryškius lazerius, kurie yra milijardus kartų ryškesni už Saulę. Trapios biologinės sistemos, tokios kaip žmogaus ląstelė, savo šviesą gali atlaikyti tik labai trumpą laiką, ir tai yra rimta kliūtis. Kvantinis įsipainiojimas naujajame mikroskopu suteikia 35 % geresnę skiriamąją gebą nesunaikinant ląstelės, todėl galima pamatyti mažiausias biologines struktūras, kurios kitu atveju būtų nematomos.
Autoriai pagrindine naujojo metodo sėkme laiko tradicinės šviesos mikroskopijos vadinamojo „kietojo barjero“, kuris negali prasiskverbti į gyvos ląstelės vidų, įveikimą.
Taip pat skaitykite:
aišku, kad tekstą sukūrė mūsų autentiški Ukrainos žurnalistai