Вчені Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) розробили квантовий мікроскоп, який використовує «дивні» властивості квантової фізики, щоб побачити крихітні деталі чіткіше, ніж будь-коли раніше. Мікроскоп використовує заплутані фотони, які поводяться як один фотон з меншою енергією та вдвічі меншою довжиною хвилі, щоб подвоїти роздільну здатність зображень без пошкодження зразка.
Традиційні мікроскопи обмежені довжиною хвилі світла, яке вони використовують, тобто вони можуть бачити тільки ті об’єкти або деталі, які мають половину довжини хвилі.
Однак використання фотонів з меншою довжиною хвилі, наприклад ультрафіолетового світла, дозволяє мікроскопам бачити набагато дрібніші об’єкти. На жаль, на той час, коли ви досягаєте таких масштабів, фотони можуть бути настільки руйнівними, що знищують зразки, на які робляться знімки.
Квантовий мікроскоп, розроблений командою Caltech, обходить цю проблему шляхом об’єднання двох фотонів в одну одиницю, яку називають біфотоном, який поводиться як один фотон, але з меншою енергією і вдвічі меншою довжиною хвилі. Це означає, що він може отримувати зображення клітин, використовуючи 400-нанометрове світло, а не ушкоджує ультрафіолет, при цьому досягаючи ефекту 200-нм світла.
У мікроскопі використовується ретельно розроблена оптична установка, в якій лазерне світло проходить через спеціальний кристал, що перетворює деякі фотони на двофотонні. Потім ці заплутані пари поділяються і прямують двома паралельними шляхами, при цьому один фотон проходить через зразок, а інший уникає його. Потім фотони реєструються, і з даних можна побудувати зображення.
Хоча виробництво біфотонів в даний час дуже рідкісне явище, дослідники вважають, що в майбутньому можна буде сплутати ще більше фотонів разом, щоб збільшити дозвіл.
