Amerika vil bygge verdens første kvante-røntgenmikroskop ved hjelp av kvanteforvikling

Et forskerteam fra Brookhaven National Laboratory har utviklet et helt nytt røntgenmikroskop, som i sitt arbeid bruker kvanteverdenen til å danne "spøkelsesbilder" av biomolekyler i høyden tillatelse. Det er det jeg vil fortelle deg om nå.

Hva er essensen av det nye røntgenmikroskopet

Uten tvil er klassiske røntgenmikroskop veldig nyttige enheter som lar deg se forskjellige prøver med høyest oppløsning. Men det er en særegenhet: strålingen som brukes i arbeidsprosessen kan ganske enkelt ødelegge sensitive prøver, som virus, bakterier eller noen celler.

Selvfølgelig kan du redusere strålingsintensiteten til et akseptabelt nivå, og cellene forblir intakte, men bildets klarhet vil bli sterkt påvirket.

Ingeniører ved Brookhaven National Laboratory (USA) har funnet en måte å redusere intensiteten på strålingen, samtidig som de opprettholder den største klarheten.

For dette ble det bestemt å bruke quurks av kvanteverdenen - kvanteforvikling.

Så i et klassisk røntgenmikroskop passerer en stråle av fotoner gjennom prøven som studeres, og blir deretter samlet av detektoren på den andre siden.

Og i et nytt mikroskop med brukt kvanteforsterkning er røntgenstrålen delt i to halvdeler. I dette tilfellet passerer bare den ene halvdelen gjennom prøven som studeres, men rart det høres ut, er begge halvdelene involvert i målingene.

Kvantforvikling i aksjon

Spørsmålet er ganske logisk: Hvordan ble dette mulig? Og alt takket være et slikt ennå ikke helt forstått fenomen som kvanteforvikling. Det vil si at to partikler kan være så sammenflettet med hverandre at en endring i en vil føre til øyeblikkelig endring i en annen partikkel, og samtidig spiller det ingen rolle hvilken avstand mellom partikler i dette øyeblikket.

Dette betyr at utvekslingen av informasjon mellom partikler skjer med en hastighet som betydelig overstiger lyshastigheten.

Så når det gjelder vårt nye røntgenmikroskop, produserer splitteren par sammenfiltrede fotoner. I dette tilfellet blir en av dem ført gjennom prøven og overfører informasjon til detektoren i henhold til det vanlige skjemaet.

Men i det øyeblikket den første fotonen endres, skjer de samme endringene i den andre foton, som på ingen måte interagerte med materialet som ble studert. Så, når den andre foton treffer detektoren sin, blir ytterligere informasjon hentet fra den, og dermed opprettes et klart bilde av objektet som studeres.

Selv om det ved første øyekast virker ulogisk, men på grunn av presise matematiske beregninger klarer forskere å kombinere informasjon fra to stråler.

Denne prosessen kalles ghost imaging og inntil den nye utviklingen var mulig utelukkende med fotoner i det synlige lysspekteret.

Det nye mikroskopet vil være det første i verden som tilpasser denne teknologien til røntgenstråler. Dermed blir det mulig å skaffe bilder, størrelsen på prøvene, som er mindre enn 10 nanometer, mens testprøvene forblir intakte.

Røntgenmikroskopet vil være basert på National Synchronous Light Source II (NSLS-II). Og hvis alt går etter planen, kan de første bildene undersøkes i detalj allerede i 2023.

Hvis du likte materialet, legg tommelen opp og abonner. Takk for din oppmerksomhet!