Международная научная группа, состоящая из инженеров Австралии и Германии, создала новый квантовый микроскоп, который оказался способен разглядеть клеточные структуры, которые ранее были просто невидимыми.
Так по словам инженеров, их разработка позволит создать абсолютно новые биотехнологии, а также позволит преобразить существующие технологии (от навигации до медицинской визуализации).
Предел современных микроскопов и его преодоление
Как известно максимально возможная производительность световых микроскопов упирается в так называемый уровень случайного шума, создаваемый элементарными частицами света. При этом именно дискретность фотонов отвечает за такие параметры, как максимальная чувствительность, разрешение и скорость.
Для того чтобы оптимизировать эти параметры, инженеры обычно идут по пути наращивания интенсивности светового пучка и даже замены его на источники лазерного излучения.
Но как показала практика лазерные микроскопы не всегда можно использовать для детального изучения биологических систем. Так как яркие лазеры довольно быстро разрушают исследуемые клетки.
Инженеры Университета Квинсленда выдвинули свою идею, что биологическая визуализация может быть увеличена без наращивания интенсивности света за счет использования квантовых фотонных корреляций.
Дальнейшая экспериментальная работа с инженерами из Ростокского университета показала, что благодаря использованию квантовых корреляций можно увеличить «разрешение» микроскопа практически на 35%, по сравнению с обычной микроскопией, не повреждающей живую клетку.
Ученым удалось создать когерентный рамановский микроскоп с разрешением субволнового типа, а также ярким квантово-коррелированным освещением, что позволило детально рассмотреть молекулярные связи непосредственно в клетке.
Как заявил профессор У. Боуэн, созданный ими микроскоп основан на так называемой квантовой запутанности, которую еще А. Эйнштейн называл «жуткими взаимодействиями на расстоянии».
И на текущий момент это первый в мире микроскоп, реализованный на основе запутанности с характеристиками, которые существенно превосходят лучшие аналоги на «классических» решениях.
Ученые уверены, что совершенный ими прорыв даст импульс к развитию абсолютно новых технологий в самых разных областях, начиная от новых навигационных приборов, заканчивая более совершенными аппаратами МРТ.
Также инженеры считают огромным успехом тот факт, что их микроскоп, наконец, преодолел так называемый «твердый предел» обычных микроскопов, и теперь ученые могут в буквальном смысле заглянуть внутрь живой клетки.
Ну что ж, будем наблюдать за тем, как будут развиваться технологии в этом направлении и что еще получится разработать ученым, используя квантовую запутанность.
Если же вам понравился материал, то оцените его и не забудьте подписаться на канал.
Спасибо за ваше внимание!