ابتكر علماء من أستراليا وألمانيا مجهرًا كميًا قادرًا على رؤية الهياكل الخلوية غير المرئية سابقًا. وفقًا للمؤلفين ، فإن هذا يفتح الطريق لإنشاء تقنيات حيوية جديدة وتطبيقات عملية - من الملاحة إلى التصوير الطبي.
إن إنتاجية المجاهر الضوئية محدودة بمستوى الضوضاء العشوائية الناتجة عن الجسيمات الأولية للضوء - كوانتا الإشعاع الكهرومغناطيسي ، أو الفوتونات. يحدد التحفظ في الفوتونات حساسية ودقة وسرعة الأجهزة البصرية. لتحسين هذه المعلمات ، يذهب المطورون عادةً عن طريق زيادة شدة الضوء واستبدال مصادره المعتادة بمصادر الليزر. لكن استخدام مجاهر الليزر ليس ممكنًا دائمًا عند دراسة الأنظمة البيولوجية ، لأن الليزر الساطع يمكن أن يدمر الخلية الحية.
اقترح باحثون من جامعة كوينزلاند أنه يمكن تحسين التصوير البيولوجي دون زيادة شدة الضوء ، باستخدام ارتباطات الفوتونات الكمومية. وبالتعاون مع زملائهم الألمان ، أثبتوا بشكل تجريبي أنه بمساعدة الارتباطات الكمية ، من الممكن الحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى بنسبة 35٪ من الفحص المجهري التقليدي بدون التدمير الضوئي. سرعة معالجة الصور أعلى بكثير مع هذه التقنية.
توصية المحرر: حول أجهزة الكمبيوتر الكمومية بكلمات بسيطة
ابتكر المؤلفون جهازًا يمثل مجهرًا متماسكًا بدقة الطول الموجي الفرعي والضوء الساطع المرتبط بالكم ، والذي يسمح بتصور الروابط الجزيئية داخل الخلية.
يعتمد المجهر على علم التشابك الكمومي ، وهو تأثير وصفه أينشتاين تفاعلات مخيفة عن بعد. إنه أول مستشعر قائم على التشابك في العالم بأداء يفوق أفضل التقنيات الحالية. وفقًا للخبراء ، سيؤدي هذا الاختراق إلى ظهور أنواع مختلفة من التقنيات الجديدة - من أحدث أنظمة الملاحة إلى أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي الأكثر تقدمًا.
يُعتقد أن التشابك هو جوهر الثورة الكمومية. يمكن لأجهزة الاستشعار الجديدة التي تستخدم هذا المبدأ أن تحل محل التقنيات غير الكمية الحالية. تستخدم أفضل المجاهر في العالم أشعة ليزر ساطعة أكثر إشراقًا من الشمس بمليارات المرات. لا يمكن للأنظمة البيولوجية الهشة مثل الخلية البشرية أن تصمد أمام ضوءها إلا لفترة قصيرة جدًا ، وهذا يمثل عقبة خطيرة. يوفر التشابك الكمي في المجهر الجديد دقة محسنة بنسبة 35 ٪ دون تدمير الخلية ، مما يسمح برؤية أصغر الهياكل البيولوجية التي قد تكون غير مرئية لولا ذلك.
يعتبر المؤلفون أن النجاح الرئيسي للطريقة الجديدة هو التغلب على ما يسمى بـ "الحاجز الصلب" للفحص المجهري للضوء التقليدي ، والذي لا يستطيع اختراق الخلية الحية.
اقرأ أيضا:
من الواضح أن النص قد تم إنشاؤه بواسطة صحفيينا الأوكرانيين الحقيقيين