Ssylka

Может ли квантовый свет удвоить наши возможности в анализе материалов?

Новая квантовая техника, разработанная международной группой учёных, совершила прорыв в области временной спектроскопии, удвоив её чувствительность и открыв двери для обнаружения ранее невидимых сигналов. Этот метод, основанный на применении квантово запутанных пар лазерных импульсов, преодолевает ограничения традиционных методов, что позволяет значительно улучшить анализ материалов.
Может ли квантовый свет удвоить наши возможности в анализе материалов?
Изображение носит иллюстративный характер

Временная спектроскопия, широко используемая для изучения состава материалов, опирается на короткие лазерные импульсы. Однако её эффективность ограничена «дробовым шумом» – помехами, возникающими из-за природы классического лазерного света. Этот шум затрудняет точное измерение слабых сигналов, скрывая важную информацию. Примером важности улучшения этого метода может служить работа Ференца Крауза, лауреата Нобелевской премии 2023 года, который использовал временную спектроскопию для обнаружения ранних признаков заболеваний, таких как рак.

Решение этой проблемы нашлось в применении квантового света. Вместо обычных лазерных импульсов исследователи используют пары квантово запутанных импульсов. В этих парах дробовой шум имеет зеркальную природу, и при вычитании результатов измерений шум аннулируется. В результате, полезные сигналы, которые ранее были маскированы шумом, становятся видимыми.

Этот новый метод позволяет достичь вдвое большей чувствительности по сравнению с классической временной спектроскопией. Кроме того, уровень шума в получаемых результатах снижается вдвое. Эта значительная разница открывает широкие перспективы для различных областей.

Ключевую роль в разработке этой техники сыграли профессор Маттео Клеричи из Университета Глазго и Университета Инсубрии, а также аспиранты Дионисис Адаму и Леннарт Хирш из Университета Глазго, входящего в состав Инженерной школы Джеймса Уатта. Существенный вклад в работу также внесли учёные из Университета Лафборо и Университета Стратклайда.

Потенциал квантовой временной спектроскопии огромен. Она может быть использована для детального анализа состава материалов, для обнаружения следов загрязняющих веществ и взрывчатых веществ, а также для выявления биомаркеров заболеваний в образцах крови. Эти возможности могут революционизировать многие отрасли, от медицины до безопасности.

Научная статья, описывающая это исследование, под названием «Квантовая временная спектроскопия», опубликована в журнале Science Advances. Это исследование демонстрирует значительный шаг вперед в области квантовых технологий и их применения в науке и технике.

В будущем учёные планируют ещё больше повысить чувствительность квантовой спектроскопии. В частности, они планируют адаптировать методы интерферометрии, разработанные для детекторов гравитационных волн. Это открывает путь к ещё более точным и чувствительным методам исследования, что приведёт к новым открытиям.


Новое на сайте

18697Почему женская фертильность резко падает после 30 лет и как новый инструмент ученых... 18696Китайский бэкдор BRICKSTORM обнаружен CISA в критических системах США 18695Как уязвимость в DesktopDirect позволяет хакерам внедрять веб-оболочки в шлюзы Array... 18694Зачем строители древнего Шимао замуровывали в фундамент десятки мужских черепов? 18693Способен ли нейротоксин перезагрузить мозг и вылечить ленивый глаз? 18692Самый мощный звездопад 2025 года: полное руководство по наблюдению потока Геминиды 18691Рекордное число окаменелых следов динозавров и плавательных дорожек обнаружено в Боливии 18690Как научиться танцевать с неизбежными системами жизни и оставаться любопытным до... 18689Почему в 2025 году традиционные стратегии веб-безопасности рухнули под натиском ИИ и... 18688Группировка GoldFactory инфицировала тысячи устройств в Азии через модифицированные... 18687Кем на самом деле были мифические «покорители неба» и как генетика раскрыла тайну висячих... 18686Астрономы обнаружили крупнейшую вращающуюся структуру во вселенной с 5,5 миллионов... 18685Критическая уязвимость React Server Components с максимальным рейтингом опасности... 18684Критическая уязвимость в плагине King Addons для Elementor позволяет хакерам получать... 18683Столетний температурный рекорд долины смерти оказался результатом человеческой ошибки