Фантомні зображення молекули. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Фантомні зображення молекул

19.12.2020

Інженери та вчені з Національної лабораторії Брукхейвена спроектували та створили новий рентгенівський мікроскоп, який використовує у своїх інтересах дивні особливості таємничого світу квантової фізики. Завдяки цьому новий мікроскоп дозволяє отримувати "фантомні зображення" біомолекул у високій роздільній здатності, піддаючи їх нижчій дозі згубного випромінювання.

Рентгенівські мікроскопи є дуже корисними інструментами, коли справа стосується отримання знімків у високій роздільній здатності різних молекул, матеріалів тощо. Однак досить високий рівень жорсткого рентгенівського випромінювання зазвичай завдає шкоди і є згубним для досліджуваних зразків, якщо цими зразками є віруси, бактерії та клітини живих тканин. Зменшення дози випромінювання є одним із шляхів вирішення цієї проблеми, але небажаним побічним ефектом від цього є зниження роздільної здатності знімків.

У традиційних рентгенівських мікроскопах використовується один промінь фотонів, який проходить крізь досліджуваний зразок і потрапляє на датчик нижче. У новому квантовому мікроскопі промінь рентгена розділиться на два промені і через зразок проходить рівно половина дози випромінювання. І, тим не менш, у вимірах і в процесі формування зображення беруть участь обидва промені, пов'язані за допомогою "примарного" явища квантової заплутаності, яке свого часу вразило навіть Альберта Ейнштейна.

Квантова заплутаність полягає у створенні квантового зв'язку між двома частинками. При цьому, невидима сила цього зв'язку настільки сильна, що зміна стану однієї з частинок моментально призведе до аналогічної зміни стану другої пов'язаної частинки, незважаючи на відстань, що розділяє їх, яка може бути як завгодно великим. Цей ефект має на увазі, що квантова інформація може передаватися зі швидкістю, що перевищує у багато разів швидкість світла, і це було причиною, чому Ейнштейн досить довго не міг повірити і прийняти явище квантової заплутаності.

У розщеплювачі променя одночасно виробляються пари заплутаних фотонів. Один із променів, як завжди, проходить через зразок і доставляє інформацію до першого датчика. Але квантова заплутаність змушує фотони другого променя також змінити свій стан, не входячи в контакт із зразком, таким чином, другий промінь також стає носієм додаткової інформації про зразок, що вилучається за допомогою другого датчика.

Процес такої зйомки називається "фантомною зйомкою" і до останнього часу він був реалізований лише за допомогою фотонів видимого світла. Деякі інженерні та наукові рішення дозволили адаптувати цей метод до рентгенівського випромінювання і тепер за допомогою нового мікроскопа можна робити знімки біологічних зразків, розмірами менше 10 нанометрів, не руйнуючи їх тендітної структури.

<< Назад: Роботи-собаки полетять на Марс 20.12.2020

>> Вперед: Новий метод спостережень за Сонцем 19.12.2020

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву

ІІ навчили розрізняти очі живих та мертвих 28.07.2018

Дослідники з Варшавського політехнічного університету розробили алгоритм машинного навчання, здатний розрізняти райдужні оболонки живих та мертвих людей з точністю 99 %.

Вчені натренували штучний інтелект, використовуючи базу райдужних оболонок людей, які померли у різний час, а також зразки райдужок сотень живих людей.

Потім дослідники змусили систему взаємодіяти із зображеннями очей, у яких алгоритм не навчався.

Очі мертвих людей зазвичай утримують ретрактори, тому співробітники університету змушені були вирізати із зображень-зразків усе, крім самих райдужних оболонок, щоб не вводити алгоритм в оману. Польським дослідникам довелося фотографувати живі райдужні оболонки тією ж камерою, на яку знімали очі трупів, щоби технічні відмінності не зіпсували результату.

У такому підході є каверза: алгоритм здатний виявити мертве око тільки в тому випадку, якщо його власник помер 16 або більше годин тому - в перші кілька годин різниця несуттєва. Теоретично зловмисник міг би вбити когось, відкрити очі жертви і розблокувати її смартфон. Втім, завдяки системі вбивці принаймні довелося б поквапитися.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт