Менше радіації. Вчені створили квантовий рентгенівський прилад
Команда дослідників з Ізраїлю вперше продемонструвала поліпшення параметрів рентгенівських зображень за допомогою квантових ефектів.
Вченим вдалося прибрати фоновий шум і поліпшити точність знімків, пише Science Alert.
Співвідношення між парами фотонів в квантових масштабах можна використовувати для створення більш чітких зображень з більш високою роздільною здатністю, ніж у класичній оптиці. Це явище називається квантової візуалізацією, і цей ефект володіє деяким дійсно вражаючим потенціалом — особливо тому, що за допомогою оптичного світла, його можна використовувати для показу об'єктів, які зазвичай не видно, таких як кістки і органи.
Дослідники планують домогтися повноцінної заплутаності між фотонами рентгенівського діапазону, що дозволить реалізувати принципово нові експерименти в галузі квантової оптики.
Автори роботи використовували техніку, звану квантовим освітленням, щоб мінімізувати фоновий шум при рентгенівських знімках. Зазвичай для цього використовуються заплутані фотони, але працюють і більш слабкі кореляції.
Шарон Шварц з Ізраїльського університету Бар-Ілан і його колеги знайшли спосіб отримати якісні зображення. Їх метод полягає в тому, щоб розсіяти фотон в кристалі алмаза. Так вони отримали два рентгенівських променя, які випромінюються під різними кутами.
Зазвичай цей процес дуже неефективний при використанні рентгенівських променів, тому команда збільшила потужність. Використовуючи синхротрон SPring-8 в Японії, вони випустили рентгенівський промінь з енергією 22 кеВ на свій кристал, який розділився на два пучка, кожен з яких ніс по 11 кеВ.
Сигнальний промінь прямує до об'єкта, який повинен бути зображений — в разі цього дослідження, маленький шматочок металу з трьома щілинами — з детектором на іншій стороні. Холостий промінь прямує прямо на інший детектор. Це налаштоване так, що кожен промінь потрапляє на свій відповідний детектор в одному і тому ж місці і в один і той же час.
Виявилося, що квантові ефекти дозволяють значно поліпшити якість картинки. Наприклад, зображення, яке отримали ізраїльські вчені, було контрастніше, чіткіше, хоча зйомці заважав фоновий шум, який перевищував сигнал в 10 тис. разів.
«Ми продемонстрували здатність використовувати сильні тимчасові і енергетичні кореляції фотонних пар для квантового розширеного фотодетекування. Представлена нами процедура має величезний потенціал для поліпшення характеристик рентгенівських вимірів», — пишуть дослідники.
матеріалів розділу Техно
Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.
