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新量子'秒哀川真奈美表'可以提高成像技术

物理学 2021-09-23 08:22:04

由科罗拉多大学在博尔德学分:CC0科罗拉多州大学的公共领域研究人员设计了最精确的秒表,而不是针对时间的奥运小跑者和游泳运动员计算单个光子或构成光的微小的能量包

该团队的发明可能导致一系列成像技术的改善 - 从传感器映射到更详细的设备,以更详细的设备可以诊断阿尔茨海默氏症和癌症的人类疾病

本集团发表了它的结果opentica Optica

鲍文李先生,鲍文李的新研究提交人表示,该研究重点介绍了一种被称为时间相关的单光子计数(TCSPC)的广泛应用的技术

它适用于比如你在奥运会上看到的定时器:科学家首先在他们选择的样本中发光激光,从个体蛋白质一直到一个大量的地质形成,然后记录回到它们的光子

更多照片NS研究人员收集,他们可以了解对象

“TCSPC为您提供了光子的总数

也是每次Photon击中您的检测器时,”博士后的研究员说在Cu Boulder的电气,计算机和能源工程系(ECEE)中

“”它就像秒表

“现在,那个秒表比以往任何时候都更好

使用超快光学工具称为“时间镜头”,李和他的同事们表明他们可以测量光子的到达,精度比现有工具更好地超过100倍

舒伟黄,通讯作者在新的研究中,补充说,该组的量子时间镜头甚至可以使用市场上的最便宜的TCSPC设备

“”我们可以添加这种修改几乎任何TCSPC系统都为提高了单光子时序分辨率,“Ecee助理教授Huang

这项研究是通过纠缠的科学和工程来新推出的2500万美元量子系统的一部分( Q型Sense)Cu Boulder领导的中心

照片Finishtcspc可能不是家喻户晓的名字,黄说

但是这项技术是在1960年首次开发的,彻底改变了人类如何看待世界这些光子计数器是LIDAR(或光检测和测距)传感器的重要组成部分,研究人员用于创造地质图

它们也以一种称为荧光的更小规模的成像方法显示出来寿命显微镜

医生采用该技术诊断有些疾病李柯黄斑变性,阿尔茨海默病和癌症

“人们在样品上发光脉冲,然后测量发射光子的时间需要长时间,”李说

“”时间告诉你材料的性质,例如细胞的代谢

“”传统的TCSPC工具“,但是,只能测量该时序下降到一定程度的精度:如果两个光子到达您的设备过于靠近 - 比如,探测器的100万亿分别为探测器作为单个光子

将它们记录它们

这有点像两个短跑者comi在100米的划线

期间,Ng到照片完成

这种微小的不一致可能听起来像狡辩,但李某指出,当试图获得令人难以置信的小分子时,他们可以发出很大的不同

时间亮片他和他的同事决定尝试使用科学家们称之为“时间镜头

”“在显微镜中解决问题,我们使用光学镜头将小物体放入大图像中, “李说:”我们的时间镜头以类似的方式工作,但时间

”要了解那个时间失真如何工作,将两张光子图像图片两个跑步圈圈颈部 - 所以关闭奥运会计时员不能告诉他们

李和他的同事通过他们的时间镜头通过这两个光子,这是由硅的环组成的在该过程中,纤维在该过程中,其中一个光子向下减速,而另一个速度向上

而不是近距离,在跑步器之间存在大的差距,探测器可以记录

“”两个光子之间的分离将被放大,“李说

并发现该团队,该策略工作:具有内置时镜头的TCSPC设备可以区分光子到达一个差距的探测器,比正常装置实现的第二个数量数为几百个数量级

研究人员在Time镜片在科学实验室变得普遍之前有一些工作要做

但他们希望他们的工具有一天允许人类来观看物体,从非常小到非常大的 - 所有夹层你以前是不可能的

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