オーストラリアの研究者は、通常の顕微鏡が直面する基本的な障壁を突破し、通常は見えない小さな構造を見ることができる量子顕微鏡を実証しました。 このデバイスは、光を「絞り」、はるかに鮮明な画像をスナップします。

光学顕微鏡はサンプルに光を当てることで機能しますが、その光の光子は本質的にランダムである可能性があり、画像にノイズが発生します。 それを回避する最も簡単な方法は、光源の強度を上げて光子の数を増やすことですが、ある時点で、特に生細胞や微生物を画像化するときに、明るい光がサンプルに害を及ぼし始めます。

これにより、解像度と感度に根本的な制限が生じます。 しかし今、クイーンズランド大学の研究者たちは、量子物理学の不気味な世界を利用することによって、その限界を回避する方法を発見しました。

新しい顕微鏡はXNUMXつのレーザー光源を使用しており、そのうちのXNUMXつはリン酸チタニルカリウム結晶を介して再ルーティングされます。 本質的に、それは作成します 量子相関 光ビーム内の光子のペア間で、「通常の」光子よりもサンプルに関するより多くの情報を返すことができます。 最終結果は、より低い光の強度からのより高解像度の画像です。

クイーンズランド大学

「最高の光学顕微鏡は、太陽の数十億倍の明るさの明るいレーザーを使用しています」と、この研究の筆頭著者であるワーウィック・ボウエンは述べています。 「人間の細胞のような壊れやすい生物学的システムは、それらの中で短時間しか生き残れず、これは大きな障害です。 私たちの顕微鏡の量子もつれは、細胞を破壊することなく35％改善された透明度を提供し、そうでなければ見えない微細な生物学的構造を見ることができます。」

チームは酵母細胞でこの技術をテストし、細胞膜、細胞質ゾル（細胞内の液体）、細胞小器官などの小さな構造を見ることができました。 これらはすべて、ほとんどの顕微鏡よりもはるかに鮮明に見えました。

テクノロジーは興味深いものですが、まだまだ改善の余地があります。 チームによると、ゲイン自体はかなり控えめであり、テクニックはまだ比較的非効率的ですが、さらに作業を進めることで、これらを桁違いに増やすことができます。

研究は雑誌に掲載されました 自然.

情報源： クイーンズランド大学

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出典：https：//newatlas.com/science/quantum-microscope-image-fundamental-barrier/