Квантовая физика дает возможность использования революционного метода визуализации

Лента новостей

Квантовая физика дает возможность использования революционного метода визуализации

11:13 29 Августа 2014 / Обновлено 11:13
Квантовая физика дает возможность использования революционного метода визуализации

Исследователи разработали фундаментально новую технику визуализацию с поразительно интуитивными признаками и функциями. Впервые изображение можно получить без вовлечения света, который необходимо для освещения представленного объекта.

В основном для того, чтобы получить изображение какого-то объекта, его нужно осветить лучом света и использовать камеру, которая обладает чувствительностью к этом свету, который либо задерживается объектом, либо проходит мимо него. Тип света, который используется для освещения объекта зависит от свойств, которые необходимо получить в изображении. К сожалению, во многих практических ситуациях проблема заключается в том, что идеальным светом для освещения объекта является такой, для которого не существуют камеры.

Эксперимент, который был опубликован в Nature на этой неделе впервые разбивает это очевидное ограничение. Объект (например, контур кошки) подсвечивается светом, который остается незафиксированным. Более того, свет, который образует изображение кошки в камере, никогда с ней не взаимодействует. Для того, чтобы сделать этот эксперимент, ученые используют так называемые «запутанные» пары фотонов. Эти пары фотонов – которые выглядят как связанные близнецы – создаются, когда лазер взаимодействует с нелинейным кристаллом. В рамках эксперимента лазер освещает два отдельных кристалла, создавая одну пару фотонов-близнецов (состоящих из одного инфракрасного фотона и «сестринского» красного фотона) в каждом кристалле. Объект помещается между двумя кристаллами. Построение должно быть таким, что если пара фотонов создается в первом кристалле, только инфракрасный фотон проходит через отображаемый объект. Его путь затем проходит через второй кристалл, где он полностью взаимодействует с любыми инфракрасными фотонами, которые там создаются.

В результате этого важного шага нет никакой возможности выяснить, какой кристалл создал пару фотонов. Более того, инфракрасный фотон не хранит информацию об объекте. Однако благодаря квантовым корреляциям связанных пар информация об объекте сейчас содержится в красных фотонах, хотя они никогда не взаимодействовали с объектом. Объединение обоих частей красных фотонов (из первого и второго кристалла) создает яркие и темные участки, которые образуют изображение объекта.

Все инфракрасные фотоны (единственный свет, который освещает объект), неожиданно, уходят; картина появляется только благодаря красным фотонам, которые не взаимодействовали с объектом. Камера, которая использовалась для экспериментов, невосприимчива к инфракрасным фотонам, которые взаимодействовали с объектом. Фактически такие камеры вообще недоступны на коммерческом рынке. Исследователи уверены в том, что их новая концепция визуализации очень универсальна и может найти применения в тех случаях, когда важно получить изображение в условиях низкой освещенности, в областях, таких как биологические и медицинские снимки.

© www.allnews.com.ua

Читайте также
Загрузка...