14.10.2019 14:46
HRONIKA.info
Невероятное

Создано квантовое рентгеновское устройство

Квантовые эффекты позволяют значительно улучшить качество картинки.

Команда исследователей из Израиля впервые продемонстрировала улучшение параметров рентгеновских изображений при помощи квантовых эффектов.

Ученым удалось убрать фоновый шум и улучшить точность снимков, пишет интернет-издание Хроника.инфо со ссылкой на НВ.

Соотношения между парами фотонов в квантовых масштабах можно использовать для создания более четких изображений с более высоким разрешением, чем в классической оптике. Это явление называется квантовой визуализацией, и этот эффект обладает некоторым действительно впечатляющим потенциалом — особенно потому, что, используя оптический свет, его можно использовать для показа объектов, которые обычно не видны, таких как кости и органы.

Исследователи планируют добиться полноценной запутанности между фотонами рентгеновского диапазона, что позволит реализовать принципиально новые эксперименты в области квантовой оптики.

Авторы работы использовали технику, называемую квантовым освещением, чтобы минимизировать фоновый шум при рентгеновских снимках. Обычно для этого используются запутанные фотоны, но работают и более слабые корреляции.

Шарон Шварц из Израильского университета Бар-Илан и его коллеги нашли способ получить качественные изображения. Их метод заключается в том, чтобы рассеять фотон в кристалле алмаза. Так они получили два рентгеновских луча, которые излучаются под разными углами.

Обычно этот процесс очень неэффективен при использовании рентгеновских лучей, поэтому команда увеличила мощность. Используя синхротрон SPring-8 в Японии, они выпустили рентгеновский луч с энергией 22 кэВ на свой кристалл, который разделился на два пучка, каждый из которых нес по 11 кэВ.

Сигнальный луч направляется к объекту, который должен быть изображен — в случае этого исследования, маленький кусочек металла с тремя щелями — с детектором на другой стороне. Холостой луч направляется прямо на другой детектор. Это настроено так, что каждый луч попадает на свой соответствующий детектор в одном и том же месте и в одно и то же время.

Оказалось, что квантовые эффекты позволяют значительно улучшить качество картинки. Например, изображение, которое получили израильские ученые, было контрастнее, четче, хотя съемке мешал фоновый шум, который превышал сигнал в 10 тыс. раз.

«Мы продемонстрировали способность использовать сильные временные и энергетические корреляции фотонных пар для квантового расширенного фотодетектирования. Представленная нами процедура обладает огромным потенциалом для улучшения характеристик рентгеновских измерений», — пишут исследователи.

Рекомендуем прочитать

Ученые нашли способ добывать кислород из лунного грунта

Леся Сайко

Американские космонавты провели в открытом космосе почти семь часов

Анна Мартынова

Запущен спутник, который будет изучать ионосферу Земли

Леся Сайко