Draqon
Aktif Üye
Her kamera, daha önce fotoğraf motifinden yansıyan ışık parçacıklarını algılar. Ancak yeni bir kuantum kamera, bu klasik fotoğrafçılık yöntemini atlıyor. Çinli araştırmacılar zekice bir deneyle, algılanan fotonların kendileri nesneyle temasa geçmeden bir nesnenin görüntüsünü almayı başardılar. Bu süreç ne kadar inanılmaz ve mantığa aykırı görünse de, gelecekte ışığa son derece duyarlı numuneleri incelemek için kullanılabilir – örneğin, hassas hücre yapılarının ışık çarptığında değiştiği malzeme araştırmalarında veya biyolojide.
Rochester Üniversitesi’nden Leonard Mandel liderliğindeki fizikçiler, 1990’ların başında bu tür kuantum kameralar için ilk teorik temelleri attı. 2014 yılında, Fizik Nobel Ödülü sahibi Anton Zeilinger liderliğindeki çalışma grubu başarılı bir deney izledi. Bunu yapmak için, kuantum kameraları dolaşık foton çiftleri kullandı. Eşleştirilmiş fotonlardan yalnızca biri – örnek foton – bir nesneye çarptı ve böylece özelliklerini değiştirdi. Bu değişiklikler, kuantum mekanik eşleşme yoluyla doğrudan ikinci fotona – kendisi nesneyle hiçbir zaman temas etmeyen sinyal fotonuna – iletildi. Bununla birlikte, bu sinyal fotonlarının ölçümünden nesnenin bir görüntüsü üretilebilir.
Yeni geliştirilen kuantum kameranın bileşenleri
Nanjing Üniversitesi’nden (NJU) Xiao-song Ma ve meslektaşları, kuantum kameraları için bir adım daha ileri gitti. Sondaj fotonlarının bile artık nesneyle temasa geçmesi gerekmediğini başardılar. Yeni “etkileşimsiz” kuantum kameralarının ana avantajı budur. Bu adım, aynalardan, interferometrelerden ve lityum niyobattan yapılmış bir kristalden oluşan karmaşık bir yapıyla mümkün oldu. Bu kristalin içinden 532 nanometre dalga boyuna sahip yeşil bir lazer ışını gönderdiler. Bu bireysel fotonlardan, kristalde 810 ve 1550 nanometre dalga boyuna sahip foton çiftleri yaratıldı.
Deneydeki aynaların akıllıca düzenlenmesi sayesinde, yeşil lazer ışını kristalde ileri ve geri parladığında foton çiftleri üretildi. Şimdi, bir foton çiftinden örnek fotonun nesneye çarpma olasılığı çok düşüktü – üniversitenin kısaltması “NJU”. Bu olasılık tek başına gerçek nesne hakkındaki bilgileri diğer örnek fotonlara aktarmak için yeterlidir. Nesnenin kendileri ile temasa geçmediler. Nesne hakkında bilgi almaya devam etmek için, araştırmacılar fotonlar arasındaki girişim etkilerini kullandılar. Birkaç örnek fotonun NJU sembolünün şeffaf veya opak bir alanına çarpmasına bağlı olarak, yıkıcı veya yapıcı girişim meydana geldi. Bu etki, oldukça hassas bir detektörle sayılabilen foton sayısına yansıdı. Bu ölçümden, NJU kısaltmasının görüntüsü yeniden oluşturulabilir.
Ne algılanan sinyal fotonları ne de araştırma fotonlarının çoğu nesnenin kendisiyle temasa geçmedi. Bu tür “etkileşimsiz” kuantum kameralar hala temel araştırmaların bir parçasıdır. Ancak, gelecekte aşırı derecede ışığa duyarlı nesnelerin dikkatli analizi için kullanılma potansiyeline sahiptirler.
(jle)
Haberin Sonu
Rochester Üniversitesi’nden Leonard Mandel liderliğindeki fizikçiler, 1990’ların başında bu tür kuantum kameralar için ilk teorik temelleri attı. 2014 yılında, Fizik Nobel Ödülü sahibi Anton Zeilinger liderliğindeki çalışma grubu başarılı bir deney izledi. Bunu yapmak için, kuantum kameraları dolaşık foton çiftleri kullandı. Eşleştirilmiş fotonlardan yalnızca biri – örnek foton – bir nesneye çarptı ve böylece özelliklerini değiştirdi. Bu değişiklikler, kuantum mekanik eşleşme yoluyla doğrudan ikinci fotona – kendisi nesneyle hiçbir zaman temas etmeyen sinyal fotonuna – iletildi. Bununla birlikte, bu sinyal fotonlarının ölçümünden nesnenin bir görüntüsü üretilebilir.
Yeni geliştirilen kuantum kameranın bileşenleri
Nanjing Üniversitesi’nden (NJU) Xiao-song Ma ve meslektaşları, kuantum kameraları için bir adım daha ileri gitti. Sondaj fotonlarının bile artık nesneyle temasa geçmesi gerekmediğini başardılar. Yeni “etkileşimsiz” kuantum kameralarının ana avantajı budur. Bu adım, aynalardan, interferometrelerden ve lityum niyobattan yapılmış bir kristalden oluşan karmaşık bir yapıyla mümkün oldu. Bu kristalin içinden 532 nanometre dalga boyuna sahip yeşil bir lazer ışını gönderdiler. Bu bireysel fotonlardan, kristalde 810 ve 1550 nanometre dalga boyuna sahip foton çiftleri yaratıldı.
Deneydeki aynaların akıllıca düzenlenmesi sayesinde, yeşil lazer ışını kristalde ileri ve geri parladığında foton çiftleri üretildi. Şimdi, bir foton çiftinden örnek fotonun nesneye çarpma olasılığı çok düşüktü – üniversitenin kısaltması “NJU”. Bu olasılık tek başına gerçek nesne hakkındaki bilgileri diğer örnek fotonlara aktarmak için yeterlidir. Nesnenin kendileri ile temasa geçmediler. Nesne hakkında bilgi almaya devam etmek için, araştırmacılar fotonlar arasındaki girişim etkilerini kullandılar. Birkaç örnek fotonun NJU sembolünün şeffaf veya opak bir alanına çarpmasına bağlı olarak, yıkıcı veya yapıcı girişim meydana geldi. Bu etki, oldukça hassas bir detektörle sayılabilen foton sayısına yansıdı. Bu ölçümden, NJU kısaltmasının görüntüsü yeniden oluşturulabilir.
Ne algılanan sinyal fotonları ne de araştırma fotonlarının çoğu nesnenin kendisiyle temasa geçmedi. Bu tür “etkileşimsiz” kuantum kameralar hala temel araştırmaların bir parçasıdır. Ancak, gelecekte aşırı derecede ışığa duyarlı nesnelerin dikkatli analizi için kullanılma potansiyeline sahiptirler.
(jle)
Haberin Sonu