量子显微镜运用 诡异 的物理学将图像分辨率提高一倍
加州理工学院科学家发明了量子显微镜,它利用特定的量子规则来更清楚地看到微小的细节。利用成对的纠缠光子,该仪器可以将图像的分辨率提高一倍,而不会损坏样品。显微镜的一个关键限制是,它们只能对所用光的一半波长的物体或细节进行成像--因此对于光学显微镜来说,可以看到大约200纳米的细节。使用更短波长的光子,如紫外线,可以使显微镜看得更近。 但是,由于量子物理学的诡异特性,加州理工学院团队的量子显微镜解决了这个问题。纠缠是一种奇怪的现象,在这种现象中,两个或更多的粒子可以彼此纠缠在一起,以至于没有另一个粒子就无法描述。在这种情况下,科学家们将两个光子纠缠成一个单元,称为双光子,它的行为就像一个能量较低、波长为一半的单光子。 该团队的实验表明,该技术可以在不破坏细胞的情况下对其进行成像,并且可以通过显微镜下的"眼睛测试",即显示微米级的不同宽度的线条,以检查仪器对它们的区分程度。果然,量子显微镜技术表现出的分辨率是使用普通光子进行的"经典"测试的两倍。这比其他量子显微镜实验要好得多,这些令人满意的实验只包括设法将显示屏的分辨率有效地提高了约35%。 研究小组说,一个缺点是,双光子的产生非常少--晶体在一百万个光子中会吐出大约一个双光子。值得庆幸的是,像这样的激光器在每个脉冲中产生的光子数量是惊人的。 当然,仍有改进的余地。研究人员说,未来的工作可以将更多的光子纠缠在一起,每一个光子都会减少波长并提高分辨率。然而,那里的问题是,这也降低了每次纠缠的本已很低的概率。因此,研究人员开发了一种新的方法,可以在不改变原有光子结构的情况下,将光子数量增加到一个惊人的数量级。 (编辑:银川站长网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |