מדענים מאוסטרליה וגרמניה יצרו מיקרוסקופ קוונטי המסוגל לראות מבנים תאיים שלא נראו בעבר. לדברי המחברים, זה פותח את הדרך ליצירת ביוטכנולוגיות חדשות ויישומים מעשיים - מניווט ועד הדמיה רפואית.
התפוקה של מיקרוסקופי אור מוגבלת על ידי רמת הרעש האקראי שנוצר על ידי חלקיקי אור אלמנטריים - כמויות של קרינה אלקטרומגנטית, או פוטונים. הדיסקרטיות של פוטונים קובעת את הרגישות, הרזולוציה והמהירות של מכשירים אופטיים. כדי לייעל את הפרמטרים הללו, מפתחים בדרך כלל מגדילים את עוצמת האור ומחליפים את המקורות הרגילים שלו בלייזר. אבל השימוש במיקרוסקופים לייזר לא תמיד אפשרי בעת לימוד מערכות ביולוגיות, מכיוון שלייזרים בהירים יכולים להרוס תא חי.
חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד הציעו שניתן לשפר הדמיה ביולוגית מבלי להגביר את עוצמת האור, באמצעות מתאמי פוטון קוונטיים. יחד עם עמיתים גרמנים, הם הוכיחו בניסוי שבעזרת מתאמים קוונטיים ניתן להשיג יחס אות לרעש גבוה ב-35% מאשר במיקרוסקופיה קונבנציונלית ללא פוטו-הרס. מהירות עיבוד התמונה היא הרבה יותר גבוהה עם טכנולוגיה זו.
המלצת העורך: על מחשבים קוונטיים במילים פשוטות
המחברים יצרו מכשיר שהוא מיקרוסקופ קוהרנטי עם רזולוציית תת-גל ואור בהיר בקורלציה קוונטית, המאפשר הדמיה של קשרים מולקולריים בתוך התא.
המיקרוסקופ מבוסס על מדע ההסתבכות הקוונטית, אפקט שאיינשטיין תיאר בתור אינטראקציות מפחידות מרחוק. זהו החיישן הראשון בעולם המבוסס על הסתבכות עם ביצועים שעולים על מיטב הטכנולוגיות הקיימות. לדברי מומחים, פריצת דרך זו תוביל להופעתם של סוגים שונים של טכנולוגיות חדשות - ממערכות הניווט החדישות ביותר ועד למכשירי MRI מתקדמות יותר.
מאמינים שהסתבכות היא לב ליבה של המהפכה הקוונטית. חיישנים חדשים המשתמשים בעקרון זה יכולים להחליף טכנולוגיות קיימות שאינן קוונטיות. המיקרוסקופים הטובים בעולם משתמשים בלייזרים בהירים שהם בהירים פי מיליארדי מהשמש. מערכות ביולוגיות שבריריות, כמו התא האנושי, יכולות לעמוד לאורן רק לזמן קצר מאוד, וזהו מכשול רציני. הסתבכות קוונטית במיקרוסקופ החדש מספקת רזולוציה משופרת של 35% מבלי להרוס את התא, ומאפשרת לראות את המבנים הביולוגיים הקטנים ביותר שאחרת היו בלתי נראים.
המחברים רואים שההצלחה העיקרית של השיטה החדשה היא התגברות על מה שמכונה "המחסום הקשה" של מיקרוסקופיה אור מסורתית, שאינה מסוגלת לחדור לתוך תא חי.
קרא גם:
ברור שהטקסט נוצר על ידי העיתונאים האוקראינים האותנטיים שלנו