Australialaiset ja saksalaiset tutkijat ovat luoneet kvanttimikroskoopin, joka pystyy näkemään aiemmin näkymättömiä solurakenteita. Kirjoittajien mukaan tämä avaa tien uusien biotekniikoiden ja käytännön sovellusten luomiselle – navigoinnista lääketieteelliseen kuvantamiseen.
Valomikroskooppien tuottavuutta rajoittaa valon alkuainehiukkasten – sähkömagneettisen säteilyn kvanttien eli fotonien – aiheuttaman satunnaisen kohinan taso. Fotonien diskreettisyys määrää optisten laitteiden herkkyyden, resoluution ja nopeuden. Näiden parametrien optimoimiseksi kehittäjät yleensä lisäävät valon intensiteettiä ja korvaavat sen tavanomaiset lähteet laserlähteillä. Mutta lasermikroskooppien käyttö ei ole aina mahdollista biologisia järjestelmiä tutkittaessa, koska kirkkaat laserit voivat tuhota elävän solun.
Queenslandin yliopiston tutkijat ovat ehdottaneet, että biologista kuvantamista voidaan parantaa lisäämättä valon voimakkuutta käyttämällä kvanttifotonikorrelaatioita. Yhdessä saksalaisten kollegoiden kanssa he osoittivat kokeellisesti, että kvanttikorrelaatioiden avulla on mahdollista saada signaali-kohinasuhde 35 % korkeampi kuin tavanomaisella mikroskopialla ilman valotuhoa. Kuvankäsittelyn nopeus on paljon suurempi tällä tekniikalla.
Toimittajan suositus: Tietoja kvanttitietokoneista yksinkertaisin sanoin
Kirjoittajat loivat laitteen, joka on koherentti mikroskooppi aliaallonpituudella ja kirkkaalla kvanttikorreloidulla valolla, joka mahdollistaa solun sisällä olevien molekyylisidosten visualisoinnin.
Mikroskooppi perustuu tieteeseen kvanttiketumisesta, ilmiöstä, jota Einstein kuvaili pelottavia vuorovaikutuksia etäältä. Se on maailman ensimmäinen sotkeutumiseen perustuva anturi, jonka suorituskyky ylittää parhaat nykyiset tekniikat. Asiantuntijoiden mukaan tämä läpimurto johtaa erityyppisten uusien teknologioiden ilmestymiseen - uusimmista navigointijärjestelmistä edistyneempiin MRI-laitteisiin.
Sotkeutumisen uskotaan olevan kvanttivallankumouksen ydin. Uudet tätä periaatetta käyttävät anturit voisivat korvata olemassa olevat ei-kvanttitekniikat. Maailman parhaat mikroskoopit käyttävät kirkkaita lasereita, jotka ovat miljardeja kertoja kirkkaampia kuin aurinko. Hauraat biologiset järjestelmät, kuten ihmissolut, kestävät valoaan vain hyvin lyhyen ajan, ja tämä on vakava este. Kvanttikietoutuminen uudessa mikroskoopissa tarjoaa 35 % paremman resoluution tuhoamatta solua, mikä mahdollistaa pienimpien biologisten rakenteiden näkemisen, jotka muuten olisivat näkymättömiä.
Kirjoittajat pitävät uuden menetelmän päämenestystä perinteisen valomikroskopian niin kutsutun "kovan esteen" voittamisena, joka ei pysty tunkeutumaan elävän solun sisään.
Lue myös:
on selvää, että tekstin ovat luoneet autenttiset ukrainalaiset toimittajamme