„Widmowy” blask splątanego światła ujawnia teraz ukryte obiekty lepiej niż kiedykolwiek: ScienceAlert

Fotografia duchów Jest to niezwykle zaawansowany i użyteczny zestaw technik wykorzystywanych przez naukowców do obrazowania obiektów światłoczułych w zaskakująco wysokiej rozdzielczości.

Wykorzystując kombinację zjawisk kwantowych i klasycznych do pobierania widocznych informacji z zaledwie jednego z pary splątanych fotonów, metoda ta może rejestrować obrazy, w których energetyczne wiązki światła lub promieniowania mogą uszkodzić interesujący materiał.

Nowe badanie ujawniło sposób na poprawę obrazowania duchów bez zwiększania kosztów lub złożoności. Mówiąc prościej, oznacza to, że te technologie będą w stanie uchwycić więcej szczegółów z większej liczby obiektów.

W Splątanie kwantowe, nieobserwowane pary lub grupy cząstek rozdzielają się po interakcji w jakiś sposób. W tym nieobserwowanym stanie ich indywidualne cechy są mgiełką możliwości, które nie zostały jeszcze określone przez pomiary.

Jednak bez względu na to, jak potoczyły się ich losy, ten ostateczny pomiar byłby powiązany z pomiarami cząstek, które spotkali w przeszłości.

W fotografii duchów te nieobserwowane cząstki to fotony. Jeden jest wysyłany do interakcji z obiektem, zanim zostanie wykryty przez prosty detektor. Drugi foton jest wysyłany w inny sposób w celu szczegółowego zbadania i zmierzenia.

Chociaż tak naprawdę nie widział niczego podczas swojego lotu, stan tego drugiego fotonu może dostarczyć zaskakująco dużo szczegółów na temat doświadczenia jego partnera.

„Wysłalibyśmy jeden ze splątanych fotonów do obiektu, na który chcemy patrzeć w ciemności, a patrząc na foton, który pozostaje z nami, możemy zobaczyć właściwości obiektu w ciemności” On mówi Fizyk kwantowy Berenice Sefton z University of the Witwatersrand w Johannesburgu w RPA.

Jak na razie sprytnie. Ale to, co Sephton i jej współpracownicy byli w stanie zrobić, to ulepszyć to podejście, zmieniając sposób, w jaki fotony wchodzą w interakcję z otoczeniem na drodze do wykrycia.

Modyfikacje te wpływają na rozkład prawdopodobieństwa każdej cząstki lub tak zwaną jej fazę, dostarczając nową warstwę informacji, które można wykorzystać do wnioskowania więcej o rozmiarze, kształcie i innych cechach napotkanego obiektu.

Wciskając kilka dodatkowych szczegółów na temat sceny, naukowcy mogą poprawić dokładność kamery obrazującej duchy.

Imponujące w badaniach jest to, że nie przypominają one o tym, jak robiono wcześniej zdjęcia duchów – raczej uznają, że niektóre wcześniej ukryte „efekty uboczne” fotografii duchów mogą być pomocne w tym procesie.

„Odkryliśmy, że informacje były przez cały czas ukryte w technologii, a przy odrobinie ulepszeń można zobaczyć bardzo bogate i interesujące funkcje” On mówi Berenice Sefton.

Na znacznie większą skalę fale grawitacyjne są wykrywane za pomocą informacji fazowych w Laserowym Obserwatorium Fal Grawitacyjnych (LIGO). Fale te są obserwowane pośrednio, a nie bezpośrednio.

Naukowcy byli w stanie przetestować swoje pomysły i udowodnić, że ta ulepszona wersja obrazowania duchów jest rzeczywiście możliwa: wyniki uzyskane w rzeczywistych eksperymentach są zgodne z ich teoretycznymi szacunkami.

Ostatecznie powinno to dać naukowcom korzystającym z obrazowania duchów większą elastyczność w podejściu do procesu, więcej szczegółów w wynikach końcowych, a także ułatwić uchwycenie niektórych typów obiektów.

„Mamy nadzieję, że można to wykorzystać między innymi do obrazowania wrażliwych próbek biologicznych, aby zobaczyć, jakie cechy i właściwości wymagałyby w innym przypadku bardziej wyrafinowanych lub kosztownych środków”. On mówi Widziałeś?

Badania opublikowane w optyka.