Учени създадоха квантов микроскоп, виждащ „невидимото“

Квантовата механика е бъдещето на XXI век. Това е неоспоримо!

След небивалия успех със създаването на първите квантови компютри и интернет, спектърът на приложение се разширява светкавично, обхващайки и други области от науката.

Учени от Австралия и Германия са създали квантов микроскоп, способен да види невиждани за досегашните технологии клетъчни структури. Според авторите на изобретението това отваря вратите към създаване на нови биотехнологии, както и възможности за практически приложение в навигацията, медицината и други научни сфери.

Новината, обявена от конструкторите, е публикувана в списание Nature. Ефективността на светлинните микроскопи е ограничена от нивото на случаен шум, генериран от елементарни частици светлина – кванти на електромагнитно излъчване или фотони.

Дискретността на фотоните определя чувствителността, разделителната способност и скоростта на оптичните устройства. За да оптимизират тези параметри, конструкторите обикновено следват пътя на увеличаване на интензивността на светлината и замяна на конвенционалните ѝ източници с лазерни. Но използването на лазерни микроскопи не винаги е възможно при изучаване на биологични системи, тъй като ярките лазери могат да унищожат живата клетка.

Изследователи от университета в Куинсланд са открили начин за подобряване на биологичното изобразяване. Това става и без увеличаване интензивността на светлината, като са използвали квантови фотонни корелации.

Заедно с немски колеги от университета в Росток те експериментално са доказали, че използвайки квантови корелации, е възможно да се получи съотношение сигнал/ шум с 35% по-високо, отколкото при конвенционалната микроскопия, без фотоувреждане.

„Микроскопът се основава на науката за квантовото заплитане – ефект, който Айнщайн описва като „зловещи взаимодействия от разстояние“, се казва в прессъобщение от университета в Куинсланд.

Австралийски изследователски съвет на Quantum Systems направи официално изявление в което се казва: „Това е първото заплитане в света на сензор с производителност, която надминава най-добрата налична технология. Пробивът ще доведе до всякакви нови технологии – от усъвършенствани навигационни системи до по-усъвършенствани ЯМР машини“.

„Смята се, че заплитането е в основата на квантовата революция. Най-накрая демонстрирахме, че сензорите, използващи този принцип може да замени съществуващите неквантови технологии“, обявиха специалистите за медиите.

Експертите припомнят, че най-добрите светлинни микроскопи използват ярки лазери, които са милиарди пъти по-ярки от Слънцето. Крехките биологични системи, като например човешката клетка, могат да издържат на тяхната светлина за много кратко време и това е сериозно препятствие.

Квантовото заплитане в новото поколение микроскоп осигурява 35% подобрена яснота, без да унищожава клетката, позволявайки да се видят най-малките биологични структури, които иначе биха били невидими.

Изобретателите са сигурни, че основният успех на новия метод е преодоляването на така наречената „твърда бариера“ на традиционната светлинна микроскопия, която не е в състояние да проникне в жива клетка.

Пътната карта на квантовите технологии в Австралия разглежда базираните на заплитания квантови сензори като стимул за технологични иновации в изчисленията, комуникациите, здравеопазването, инженерството, транспорта и др.

Янчо Николов

Янчо Николов е дипломиран журналист и специалист по връзки с обществеността, завършил Бургаския свободен университет. Има сертификат по криминалистика от Варненския свободен университет. Странен, ексцентричен и вглъбен. Идеалист, за неподходящото време и място.