Квантова механіка дозволяє отримувати знімки об’єктів при мінімальному рівні освітлення

Світлочутливим датчикам звичайних споживчих камер потрібно близько 100 тисяч фотонів на піксель для того, щоб створити сигнал, достатній для отримання зображення. А вот групі дослідників з університету Глазго вдалося створити пристрій, свого роду камеру, для роботи якої потрібно всього один фотон світла на один піксель зображення. І зроблено все це було за допомогою законів і принципів "примарної" квантової механіки.

Перевіряючи роботу створеної квантової камери, дослідники з групи Optics Group отримали зображення крила комахи, "витративши" на це в цілому 50 тисяч фотонів світла. Використана ними технологія квантової зйомки (quantum ghost imaging) заснована на явищі квантової заплутаності, яку Альберт Ейнштейн свого часу назвав "дією примари на відстані". А полягає це явище в тому, що коли два фотони за допомогою особливого методу заплутуються на квантовому рівні, будь-який вплив на будь-який з фотонів, змінює не тільки стан цього фотона, а й другого фотона, який може знаходитися на як завгодно великій відстані від першого.



Система квантової зйомки, розроблена дослідниками з Глазго спільно з вченими з Оттави, працює, посилаючи світло ультрафіолетового лазера на кварцовий кристал, що має нелінійні оптичні властивості. У надрах цього кристала фотон ультрафіолетового світла розтрощується на два фотони інфрачервоного світла, які покидають кристал по різних траєкторіях, перебуваючи в стані квантової заплутаності. Один з фотонів висвітлює об’єкт, що знімається, а другий направляється прямо в датчик камери. Інформація про зображення об’єкта, одержувана першим фотоном в момент його поглинання матеріалом об’єкта, змінює його стан і стан другого фотона перш, ніж другий фотон досягає датчика. Таким чином виходить, що зображення створюється в датчику камери за допомогою фотонів світла, ніколи не контактували безпосередньо зі знімається об’єктом.

"Такі методи зйомки можуть надати вченим неоціненну допомогу при проведенні досліджень в умовах жорстких обмежень за рівнем освітленості" - розповідає професор Майлз Педджетт (Prof Miles Padgett), глава Optic Group університету Глазго, - "Це допоможе нам відстежити процеси і вивчити властивості матеріалів, вкрай чутливих до світла, які при дії інтенсивного світла кардинально змінюють свої властивості або повністю руйнуються ".
Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль