Znanstvenici iz Australije i Njemačke stvorili su kvantni mikroskop koji može vidjeti prethodno nevidljive stanične strukture. Prema autorima, to otvara put za stvaranje novih biotehnologija i praktičnih primjena – od navigacije do medicinskog snimanja.
Produktivnost svjetlosnih mikroskopa ograničena je razinom nasumičnog šuma kojeg stvaraju elementarne čestice svjetlosti – kvanti elektromagnetskog zračenja, odnosno fotoni. Diskretnost fotona određuje osjetljivost, rezoluciju i brzinu optičkih uređaja. Kako bi optimizirali te parametre, programeri obično povećavaju intenzitet svjetlosti i zamjenjuju uobičajene izvore laserskima. Ali korištenje laserskih mikroskopa nije uvijek moguće pri proučavanju bioloških sustava, jer svijetli laseri mogu uništiti živu stanicu.
Istraživači sa Sveučilišta u Queenslandu predložili su da se biološka slika može poboljšati bez povećanja intenziteta svjetlosti, koristeći kvantne korelacije fotona. Zajedno s njemačkim kolegama eksperimentalno su dokazali da je uz pomoć kvantnih korelacija moguće dobiti 35% veći omjer signala i šuma nego kod konvencionalne mikroskopije bez fotodestrukcije. Brzina obrade slike je puno veća s ovom tehnologijom.
Preporuka urednika: O kvantnim računalima jednostavnim riječima
Autori su stvorili uređaj koji je koherentni mikroskop s rezolucijom subvalne duljine i jarkom kvantno koreliranom svjetlošću, što omogućuje vizualizaciju molekularnih veza unutar stanice.
Mikroskop se temelji na znanosti o kvantnoj isprepletenosti, učinku koji je Einstein opisao kao zastrašujuće interakcije na daljinu. To je prvi senzor na svijetu koji se temelji na zapetljavanju s performansama koje nadmašuju najbolje postojeće tehnologije. Prema mišljenju stručnjaka, ovaj će proboj dovesti do pojave raznih vrsta novih tehnologija - od najnovijih navigacijskih sustava do naprednijih MRI uređaja.
Vjeruje se da je isprepletenost u srcu kvantne revolucije. Novi senzori koji koriste ovaj princip mogli bi zamijeniti postojeće nekvantne tehnologije. Najbolji svjetski mikroskopi koriste sjajne lasere koji su milijardama puta svjetliji od Sunca. Krhki biološki sustavi, poput ljudske stanice, mogu izdržati njihovu svjetlost samo vrlo kratko vrijeme, a to je ozbiljna prepreka. Kvantna isprepletenost u novom mikroskopu pruža 35% poboljšanu rezoluciju bez uništavanja stanice, omogućujući da se vide i najmanje biološke strukture koje bi inače bile nevidljive.
Autori glavnim uspjehom nove metode smatraju prevladavanje takozvane "tvrde barijere" tradicionalne svjetlosne mikroskopije, koja nije u stanju prodrijeti unutar žive stanice.
Pročitajte također:
jasno je da su tekst kreirali naši autentični ukrajinski novinari