bir hologram yaratmanın yeni bir yolunu nasıl keşfettik

bir hologram yaratmanın yeni bir yolunu nasıl keşfettik
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


Bir zamanlar hologramlar sadece bilimsel bir meraktı. Ancak lazerlerin hızlı gelişimi sayesinde, kredi kartları ve banknotlar için güvenlik görüntülerinde, bilim kurgu filmlerinde (en unutulmaz olanı Star Wars) ve hatta çoktan ölmüş bir rapçi olduğunda sahnede “canlı” görünerek yavaş yavaş merkez sahneye taşındılar. Tupac, 2012’de Coachella müzik festivalinde hayranları için reenkarne oldu.

Holografi, bir nesnenin saçtığı ışığın kaydedilmesi ve üç boyutlu olarak sunulması sürecidir. 1950’lerin başında Macar-İngiliz fizikçi Dennis Gabor tarafından icat edilen keşif daha sonra ona 1971’de Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı.

Banknotlar, pasaportlar ve tartışmalı rapçilerin ötesinde holografi, veri depolama, biyolojik mikroskopi, tıbbi görüntüleme ve tıbbi teşhis gibi diğer pratik uygulamalar için önemli bir araç haline geldi. Holografik mikroskopi adı verilen bir teknikte bilim adamları, dokulardaki ve canlı hücrelerdeki biyolojik mekanizmaları deşifre etmek için hologramlar yapıyorlar. Örneğin, bu teknik rutin olarak sıtma parazitlerinin varlığını tespit etmek için kırmızı kan hücrelerini analiz etmek ve IVF işlemleri için sperm hücrelerini tanımlamak için kullanılır.

Ama şimdi, geleneksel holografik yaklaşımların sınırlamalarının üstesinden gelmek için yeni bir kuantum holografi türü keşfettik. Bu çığır açan keşif, gelişmiş tıbbi görüntülemeye yol açabilir ve kuantum bilgi biliminin ilerlemesini hızlandırabilir. Bu, kuantum iletişim ve kuantum iletişimi dahil olmak üzere kuantum fiziğine dayanan tüm teknolojileri kapsayan bilimsel bir alandır.

Hologramlar nasıl çalışır?

Klasik holografi, iki yola bölünmüş bir lazer ışığı demeti ile üç boyutlu nesnelerin iki boyutlu görünümlerini oluşturur. Nesne ışını olarak bilinen bir ışının yolu, bir kamera veya özel holografik film tarafından toplanan yansıyan ışıkla holografinin konusunu aydınlatır. Referans ışın olarak bilinen ikinci ışının yolu, nesneye dokunmadan bir aynadan doğrudan toplama yüzeyine sıçradı.

Hologram, iki ışının buluştuğu ışık fazındaki farklılıklar ölçülerek oluşturulur. Aşama, özne ve nesnenin dalgalarının birbirine karıştığı ve karıştığı miktardır. Bir yüzme havuzunun yüzeyindeki dalgalara biraz benzeyen girişim fenomeni, uzayda her iki bölgeyi de içeren karmaşık bir dalga modeli oluşturur (çukurlar) ve diğerlerini ekledikleri (tepeler).

Girişim genellikle ışığın “tutarlı” olmasını gerektirir – her yerde aynı frekansa sahip olur. Örneğin bir lazer tarafından yayılan ışık tutarlıdır ve bu nedenle bu tür ışık çoğu holografik sistemde kullanılır.

Dolaşıklıkla holografi

Dolayısıyla, optik tutarlılık herhangi bir holografik işlem için hayati önem taşır. Ancak yeni çalışmamız, foton adı verilen ışık parçacıkları arasındaki “kuantum dolaşıklığı” denen şeyi kullanarak holografideki tutarlılık ihtiyacını ortadan kaldırıyor.

Geleneksel holografi temelde optik tutarlılığa dayanır, çünkü ilk olarak ışık hologramlar üretmek için müdahale etmeli ve ikinci olarak ışık karışmak için tutarlı olmalıdır. Bununla birlikte, ikinci kısım tamamen doğru değildir çünkü hem tutarsız hem de girişim üretebilen belirli ışık türleri vardır. Bu, bir kuantum kaynağı tarafından çiftler halinde gruplanmış bir parçacık akışı – dolaşık fotonlar biçiminde yayılan dolaşık fotonlardan oluşan ışık için geçerlidir.

Bu çiftler, kuantum dolaşıklığı adı verilen benzersiz bir özellik taşır. İki parçacık birbirine dolandığında, içsel olarak birbirine bağlıdırlar ve uzayda ayrılsalar bile etkili bir şekilde tek bir nesne olarak hareket ederler. Sonuç olarak, dolaşan bir parçacık üzerinde gerçekleştirilen herhangi bir ölçüm, dolaşan sistemi bir bütün olarak etkiler.

Çalışmamızda her bir çiftin iki fotonu ayrılarak iki farklı yöne gönderilmiştir. Bir foton, üzerinde biyolojik bir örnek bulunan bir mikroskop lamı olabilecek bir nesneye gönderilir. Nesneye çarptığında, foton geçtiği örnek malzemenin kalınlığına bağlı olarak biraz sapacak veya biraz yavaşlayacaktır. Ancak, bir kuantum nesnesi olarak bir foton, şaşırtıcı bir şekilde yalnızca bir parçacık olarak değil, aynı zamanda bir dalga olarak da davranma özelliğine sahiptir.

Kuantum sıçraması: Bir hologram yaratmanın yeni bir yolunu nasıl keşfettik
Dolaşık fotonlar kullanılarak bir hologram nasıl oluşturulur? Kredi: Glasgow Üniversitesi, Yazar sağladı

Bu tür dalga-parçacık ikili özelliği, nesnenin yalnızca çarptığı kesin konumda (daha büyük bir parçacığın yapacağı gibi) kalınlığını araştırmasına değil, aynı zamanda tüm uzunluğu boyunca kalınlığını bir kerede ölçmesine olanak tanır. Numunenin kalınlığı – ve dolayısıyla üç boyutlu yapısı – fotonun üzerine “damgalanır”.

Fotonlar dolaşık olduğundan, bir foton üzerine basılan projeksiyon aynı anda ikisi tarafından da paylaşılır. Parazit fenomeni daha sonra ışınların üst üste binmesine gerek kalmadan uzaktan gerçekleşir ve sonunda iki fotonun ayrı kameralar kullanılarak tespit edilmesi ve aralarındaki korelasyonların ölçülmesiyle bir hologram elde edilir.

Bu kuantum holografik yaklaşımın en etkileyici yönü, parazit olgusunun, fotonlar birbirleriyle hiçbir zaman etkileşime girmemelerine ve herhangi bir mesafeyle ayrılabilmelerine rağmen meydana gelmesidir – “yerellik dışı” olarak adlandırılan bir özellik – ve varlığıyla etkinleştirilir. fotonlar arasında kuantum dolaşıklığı.

Böylece ölçtüğümüz nesne ve son ölçümler gezegenin zıt uçlarında yapılabilir. Bu temel ilginin ötesinde, holografik bir sistemde optik tutarlılık yerine dolanmanın kullanılması, daha iyi kararlılık ve gürültü direnci gibi pratik avantajlar sağlar. Bunun nedeni, kuantum dolanmasının, doğal olarak erişilmesi ve kontrol edilmesi zor olan bir özellik olması ve bu nedenle, dış sapmalara karşı daha az duyarlı olma avantajına sahip olmasıdır.

Bu avantajlar, mevcut mikroskopi teknikleriyle elde edilenlerden çok daha kaliteli biyolojik görüntüler üretebileceğimiz anlamına geliyor. Yakında bu kuantum holografik yaklaşım, hücrelerin içindeki biyolojik yapıları ve daha önce hiç gözlemlenmemiş mekanizmaları ortaya çıkarmak için kullanılabilir.


Holografi ‘kuantum sıçraması’ görüntülemede devrim yaratabilir


Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »