В неких вариантах тех способностей, тот или другой предоставляют ученым нормальные оптические микроскопы, применяющие нормальные фотоны света, останавливается недостаточно для проведения исследований микроскопических объектов, имейся это внутренности живых клеток, простых микроорганизмов либо ингредиенты структуры кремниевых чипов. Для преодоления ограничений, прикладываемых на распространение света основательными законами физики, ученые из института Хоккайдо и института Осаки, Япония, сделали 1-ый в мире квантовый микроскоп, тот или другой для получения наиболее высочайшей разрешающей возможности употребляет одно из самых неясных явлений квантового мира, явление квантовой запутанности фотонов света.
Нормальные оптические микроскопы в подавляющем большинстве случаев применяются для того, чтоб разглядывать прозрачные либо полупрозрачные объекты, просвечивая их потоком света. В неких вариантах для исследования густых субстанций ученым приходится даже сооружать тончайшие срезы этаких субстанций. Но для того, чтоб узреть во цельных элементах поверхность полностью непрозрачных субстанций применяется разработка дифференциальной интерференционной контрастной микроскопии (Differential Interference Contrast Microscopy, DICM).
Занятие DICM-микроскопа включается в том, что исследуемый объект освещается 2-мя самостоятельными полупрямыми нормального света. Полупрямые фокусируются на поверхности объекта с незначительным смещением один-одинешенек условно иного. Датчики микроскопа регистрируют и измеряют интерференционную картину отраженного света, по тот или иной можнож с высочайшей точностью вернуть форму структуры поверхности.
Занятие квантового микроскопа немножко выдается от занятия нормального DICM-микроскопа. В основную очередь это обосновано тем, что поведение запутанных фотонов также выдается от поведения нормальных фотонов, ведь хоть какое изменение состояния хоть какого из запутанных фотонов мгновенно проявляется в изменении состояния и второго запутанного фотона. Применяя это явление, ученым удалось важно поднять число веющих информацию фотонов, что позволило в 1.35 однажды повысить значение соотношения сигнал/шум по отношению к способностям микроскопов, ограниченных физическими законами.
"Измерения один-одинешенек запутанного фотона приносит нам информацию о состоянии второго фотона. При всем этом, один-одинехонек из запутанных фотонов может поразить интересующий нас участок поверхности, а 2-ой - иметься уловлен датчиком микроскопа. Таковым образом, пара запутанных фотонов предоставляет нам еще главным образом полезной инфы, ежели два самостоятельных фотона" - строчат исследователи в статье, размещенной в журнальчике Nature Communications.
В качестве демонстрации способностей квантового микроскопа исследователи сделали снимки микроскопической буковкы Q, выгравированной на поверхности высокой стеклянной пластинки. Слева на представленном изображении представлена картина, приобретенная с помощью запутанных фотонов, а справа - с помощью обыкновенной DICM-технологии. Разницу, как говорится, видно даже невооруженным глазом.