آینده‌ای روشن برای تصویربرداری کوانتومی؛ هولوگرام سه‌بعدی با نور‌های درهم‌تنیده ساخته شد_صبح سریع

[ad_1]
به گزارش صبح سریع

گروهی از دانشجویان دانشگاه براون در آمریکا موفق شدند روشی نوین برای تصویربرداری میکروسکوپی سه‌بعدی گسترش دهند که از درهم‌تنیدگی کوانتومی برای تسلط بر چالش‌های ساختاری این حوزه، از جمله مشکل پیچش فاز منفعت می‌برد.

به گزارش rude baguette این پروژه به‌دست دو دانشجوی کارشناسی مهندسی یامنگ ژانگ و ونیو لیو و با راهنمایی پتر موروشکین پژوهشگر ارشد و جیمی شو، استاد دانشگاه براون انجام شده و در کنفرانس بین‌المللی لیزر و الکترواپتیک (CLEO) اراعه گردید.

نوآوری در تصویرسازی با نور غیرمستقیم

روش گسترش‌یافته توسط این تیم، تحت گفتن هولوگرافی کوانتومی چندطیفی (Quantum Multi-Wavelength Holography) ترکیبی از نور مادون قرمز و نور مرئی را برای تصویرسازی به‌کار می‌گیرد. در این فرآیند مقصد با نور مادون قرمز روشن می‌شود در حالی که عکس از طریق نوری مرئی که با نور مادون قرمز درهم‌تنیده است ثبت می‌گردد.

این تکنیک نه‌تنها نیاز به منفعت گیری از دوربین‌های گران‌قیمت مادون قرمز را رفع می‌کند بلکه امکان ثبت تصاویر سه‌بعدی دقیق با وضوح عمقی بالا را فراهم می‌سازد. منفعت گیری از فوتون‌های غیرمستقیم علتمی‌شود ضخامت و ساختار داخلی جسم با دقتی زیاد بالا قابل اندازه‌گیری باشد.

منفعت‌گیری از درهم‌تنیدگی کوانتومی

در روبه رو راه حلهای سنتی همانند تصویربرداری با اشعه ایکس که متکی بر نور بازتابی می باشند تصویربرداری کوانتومی با منفعت گیری از درهم‌تنیدگی فوتون‌ها انجام می‌شود؛ اتفاق‌ای که آلبرت اینشتین آن را «کنش شبح‌وار از راه دور» نامیده می بود. در این اتفاق دو فوتون درهم‌تنیده رفتاری به‌شدت همبسته نشان خواهند داد.

دانشجویان دانشگاه براون از کریستال‌های غیرخطی برای تشکیل جفت‌های فوتون درهم‌تنیده در دو طول موج مرئی و مادون قرمز منفعت گیری کردند. این روش با حذف نیاز به آشکارساز‌های مادون قرمز نه‌تنها هزینه‌ها را افت می‌دهد، بلکه ایمنی بیشتری را به‌اختصاصی در کاربرد‌های زیستی که به نفوذ امن نور نیاز دارند، فراهم می‌سازد.

حل معضل پیچش فاز

یکی از مانع ها اساسی در تصویربرداری کوانتومی سه‌بعدی اتفاق پیچش فاز است؛ وقتی که به‌علت محدودیت‌های دوره‌ای بودن موج نور، عمق عکس به‌درستی اندازه‌گیری نمی‌شود. برای حل این مشکل تیم تحقیقاتی براون از دو مجموعه فوتون درهم‌تنیده با طول موج‌های متفاوت منفعت گیری کردند.

با تشکیل طول‌موجی مصنوعی که ۲۵ برابر بزرگ‌تر از طول‌موج مهم می بود، دامنه اندازه‌گیری فاز به‌نحوه چشمگیری افزایش یافت و دقت تصویربرداری بهبود یافت. این پیشرفت امکان تصویربرداری دقیق از سلول‌ها و بافت‌های زیستی را فراهم می‌سازد.

تازه‌ترین اخبار و تحلیل‌ها درباره انتخابات، سیاست، اقتصادی، ورزشی، حوادث، فرهنگ وهنر و گردشگری و تکنولوژی را در وب سایت خبری صبح زود دنبال کنید.

تیم پژوهشی توانست با این روش تصویری سه‌بعدی از یک سخن فلزی ۱.۵ میلی‌متری “B” ثبت کند؛ موفقیتی که نشان‌دهنده دقت و کارایی بالای این فناوری نوین است. این چنین ون‌یو لیو برای نوآوری در این پروژه موفق به دریافت جایزه Ionata برای خلاقیت در مطالعات جدا گانه شد.