Desarrollan microscopio fotónico que competiría con electrónico

Desarrollan microscopio fotónico que competiría con electrónico

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Su tecnología utiliza uno de los efectos más extraños de la mecánica cuántica, conocido como entrelazamiento.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Hokkaido en Japón, parece haber encontrado una manera de utilizar la luz ordinaria para detectar objetos mucho más pequeños como nunca antes.

Los microscopio ópticos están limitados por el llamado Límite de difracción de Rayleigh. Este límite establece que la luz no puede ser utilizada para observar una estructura más pequeña que su propia longitud de onda. Así, si quisieras ver algo más pequeño que la longitud de onda más corta de la luz visible (400 nanómetros), necesitarías otro tipo de radiación electromagnética. Los rayos X han sido popularmente utilizados por su longitud de onda más corta que la luz visible.

Desde hace más de una década los científicos han estado especulando que el efecto de entrelazamiento de la mecánica cuántica, podría permitir a fotones eludir el límite de Rayleigh. El interés de esta tecnología es que resultaría más económica que la tecnología  de los microscopios atómicos o de rayos X.

Según los resultados de la investigación, el primer paso para obtener imágenes de objetos pequeños con la luz visible es generar fotones entrelazados. Los investigadores lo lograron utilizando un cristal especial.

Así lograron que a partir de luz se creen fotones entrelazados en pares, los cuales se encuentran en estados de polarización opuestos.

Cuando 2 partículas de fotones se encuentran entrelazadas, los cambios que ocurran en una de ellas se reflejarán en la otra partícula. Teóricamente, estas dos partículas entrelazadas deberían ser capaces de proporcionar mucha más información acerca de una superficie.

Con el fin de probar la capacidad de los fotones entrelazados de aumentar la resolución de una imagen, el equipo japonés de investigadores, enfocó 5 pares de rayos de fotones entrelazados en los puntos adyacentes de una placa de vidrio, sobre la cual se imprimió la letra “Q”. La letra tenía una altura de relieve de 17nm apenas, algo que sería imposible de distinguir con luz ordinaria.

Sin embargo, los fotones entrelazados lograron que la letra sea completamente legible. La imagen fue generada electrónicamente a partir de la diferencia de longitud del camino óptico entre los dos rayos de fotones, que corresponde al relieve de la letra que se eleva desde la superficie circundante.

Esta técnica está disponible, por el momento, solo en el laboratorio de investigación, pero algún día podrá competir con técnicas mucho más costosas como la microscopía de láseres de rayos X, y los microscopios electrónicos.

Link: LiveScience

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