Nauka  /  News

Skonstruowali mikroskop, który tworzy niesamowite obrazy bez niszczenia obserwowanych komórek

Picture of the author

Nauka rozwija się w każdym kierunku. Najlepszym przykładem może być chociażby fakt, że gdy budowane są największe teleskopy astronomiczne nowej generacji, inni naukowcy budują mikroskopy o rekordowych możliwościach. Najnowszy mikroskop do tworzenia fenomenalnych obrazów wykorzystuje zjawisko splątania kwantowego.

Mikroskop stworzony przez badaczy z Niemiec ma tę przewagę nad konkurencją, że jest w stanie tworzyć wyraźne obrazy o niesamowitej rozdzielczości nie niszcząc przy tym obserwowanych komórek.

Na czym polega splątanie kwantowe?

Mówiąc najprościej (o ile w świecie mechaniki kwantowej można mówić o prostych rzeczach) zjawisko polegające na tym, że dwa układy kwantowe, splątane ze sobą, są ze sobą ściśle związane, niezależnie od dzielących je odległości. Jeżeli zatem mamy dwa splątane ze sobą fotony to mierzone w ten sam sposób, w tej samej chwili obydwa zawsze będą miały przeciwną polaryzację. Zmieniając polaryzację jednego z nich, zmieniamy w tej samej chwili polaryzację drugiego, nawet jeżeli miałby znajdować się na drugim końcu Układu Słonecznego. Działanie na jeden element układu splątanego automatycznie wpływa na stan drugiego z nich. Analogicznie, poznanie stanu jednego z nich równe jest poznaniu stanu także drugiego elementu układu.

Poplątany mikroskop

Czujnik, w jaki wyposażony został mikroskop opiera się dokładnie na tej zasadzie. Dzięki splątanym ze sobą parom fotonów pozwala dokładniej (wyraźniej i z lepszym kontrastem) obejrzeć żywe komórki, jednocześnie ich nie niszcząc. Dotychczas próba obejrzenia takich obrazów wymagała wykorzystania lasera na tyle silnego, że emitowany przez niego strumień fotonów mógł uszkodzić lub całkowicie zniszczyć badany obiekt.

Opisywany mikroskop pozwolił badaczom obejrzeć komórkę drożdży oraz szczegóły jej budowy, dzięki zastosowaniu splątanych fotonów. Jak tłumaczą autorzy eksperymentu wykorzystanie par splątanych fotonów sprawiło, że wykrycie jednego z fotonów automatycznie pozwalało ustalić kiedy pojawi się kolejny.

Dzięki temu, badacze, uzyskując dodatkową informację, mogli dostrzec na obrazie więcej, bez konieczności zwiększania intensywności wiązki laserowej, co doprowadziłoby do zniszczenia obserwowanego obiektu. Poziom dokładności? Badacze byli w stanie zbadać ścianę komórkową o grubości kilku nanometrów. To coś, czego inne mikroskopy nie są w stanie wyraźnie zrobić.

Jak zauważają naukowcy, do wprowadzenia technologii na rynek jeszcze daleko, ale udany eksperyment jest dowodem na to, że zjawisko splątania kwantowego coraz częściej będzie wykorzystywane do badań biochemicznych.