W skład zespołu badawczego weszli przedstawiciele Wydziału Fizyki warszawskiej uczelni oraz naukowcy z Uniwersytetu Stanforda i Uniwersytetu Stanowego w Oklahomie. Ich ustalenia na ten temat zostały niedawno zaprezentowane na łamach Science Advances i pozwalają sądzić, że dokonane postępy przyniosą szereg korzyści w kilku różnych dziedzinach.
Czytaj też: Stoimy u progu “nowej fizyki”. Model Standardowy nie jest pełnym obrazem rzeczywistości
Na czym w ogóle polega wspomniana kwantowa metoda obrazowania fazowego? Zacznijmy od tego, że opiera się na pomiarach korelacji natężenia światła i przynosi rezultaty nawet przy słabym oświetleniu, co oczywiście toruje drogę do potencjalnych zastosowań. I to takich, które do tej pory pozostawały poza zasięgiem. Jak twierdzą autorzy nowych badań, w grę wchodzi wykorzystanie ich metody w obrazowaniu interferometrycznym w podczerwieni i promieniowaniu rentgenowskim oraz interferometrii kwantowej i fal materii.
Do wykonywania zdjęć, nawet tych pozornie najzwyklejszych, wykorzystuje się pomiary intensywności światła. W przypadku przezroczystych obiektów w grę wchodzi natomiast ich uwiecznianie za sprawą pomiaru opóźnienia fazowego światła. Obecnie stosowane techniki, takie jak interferometria, mają pewne ograniczenia. Wspomniana technika wymaga stabilności układu, a wszelkie wstrząsy sprawiają, że obrazowanie staje się niemożliwe albo co najmniej utrudnione. Z tego względu międzynarodowy zespół z Polakami na czele postanowił uporać się z ograniczeniem wynikającym z niestabilności fazowej.
Co ciekawe, podwaliny dla ostatnich ustaleń pojawiły się już dawno temu, bo w latach 60. ubiegłego wieku, za sprawą badań prowadzonych przez Leonarda Mandela. To właśnie on wykazał, że korelacje natężenia światła, czyli jego intensywności, mogą stanowić wskazówkę dotyczącą obecności interferencji. Z tego względu naukowcy próbowali wykonać w taki sposób obrazowanie fazowe.
Kwantowa metoda obrazowania fazowego opracowana przez Polaków wykorzystuje dokonania Leonarda Mandela z lat 60. ubiegłego wieku
Jak wyjaśniają sami zainteresowani przeprowadzone eksperymenty wykazały, że możliwe jest pozyskanie informacji, których nie dałoby się zgromadzić za sprawą zwykłego pomiaru intensywności. Wykorzystując korelacje natężenia światła, można więc dostrzec to, co na pierwszy rzut oka wydaje się niewidoczne.
Czytaj też: Materiały kwantowe nie mają już tajemnic. To zasługa nowego narzędzia
W toku eksperymentów przepuszczano światło przez obiekt docelowy i było ono nakładane na światło referencyjne. Z kolei losowe opóźnienie fazowe wprowadzano między wiązką światła obiektu i wiązką światła odniesienia, dzięki czemu znikał problem zakłóceń występujących podczas pomiaru intensywności. Autorzy wyjaśniają, że gdyby mieli nagrać pojedynczą klatkę filmu, to nie zdałoby się to na nic w odniesieniu do zbierania informacji na temat wyglądu badanego obiektu. Dzięki wykonaniu serii klatek i pomnożeniu wartości pomiarowych dało się uśrednić zidentyfikowane korelacje i utworzyć pełny obraz wybranego obiektu.
