การพัวพันควอนตัมถูกนำมาใช้เพื่อเอาชนะข้อจำกัดที่สำคัญเกี่ยวกับความเร็ว ความไว และความละเอียดของเทคนิคการสร้างภาพทางชีวภาพที่เรียกว่าการกระตุ้นด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบกระจายรามัน
ความก้าวหน้านี้เกิดขึ้นและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ในออสเตรเลียและมหาวิทยาลัย ของเยอรมนี ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างเวลาการตรวจจับของโฟตอนจากเลเซอร์
สว่างสามารถ
ปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของ SRS ได้อย่างมาก ช่วยให้ การตรวจจับตัวอย่างโมเลกุลที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าที่เคยทำได้ถึง 14% ใช้กันอย่างแพร่หลายในการถ่ายภาพเนื้อเยื่อชีวภาพในระดับโมเลกุล ทำงานโดยการฉายแสงตัวอย่างด้วยเลเซอร์สองตัวที่มีความถี่ต่างกัน
แสงแรกจากเลเซอร์ “ปั๊ม” ผ่านการกระเจิงของรามานจากโมเลกุลที่สนใจ ทำให้โมเลกุลปล่อยโฟตอนที่ความถี่แตกต่างจากแสงของปั๊ม โฟตอน “สโตกส์” นี้เป็นลักษณะของโหมดการสั่นที่เป็นเอกลักษณ์ของโมเลกุล และการรวบรวมโฟตอนเหล่านี้ทำให้สามารถถ่ายภาพโมเลกุลที่สนใจในตัวอย่างได้
เคล็ดลับที่ชาญฉลาดอย่างไรก็ตาม สัญญาณ นี้อ่อนแอมาก ดังนั้นจึงใช้กลอุบายที่ชาญฉลาดเพื่อปรับปรุงสัญญาณ เลเซอร์ตัวที่สองที่ความถี่สโตกส์ใช้เพื่อส่องสว่างตัวอย่าง ซึ่งช่วยเพิ่มการปล่อยโฟตอนของสโตกส์และทำให้วัดสัญญาณโมเลกุลได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เทคนิคนี้ใช้งานได้
จะต้องลดสัญญาณรบกวนในเลเซอร์สโตกส์ให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากโฟตอนเป็นแพ็กเก็ตพลังงานที่แยกจากกัน จึงมีความสุ่มโดยธรรมชาติในเวลาที่แต่ละโฟตอนมาถึงเครื่องตรวจจับ สิ่งนี้สร้าง “สัญญาณรบกวน” ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในสัญญาณที่ตรวจพบ ซึ่งสามารถกลบสัญญาณที่ต้องการได้ทั้งหมด
ทำให้มีข้อจำกัดพื้นฐานเกี่ยวกับความเร็ว ความไว และความละเอียดของเทคนิค ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการเพิ่มความเข้มของปั๊มและเลเซอร์สโตกส์ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้อาจเสี่ยงต่อตัวอย่างทางชีวภาพที่ละเอียดอ่อนเสียหายได้ รัฐที่ถูกบีบ ตอนนี้ ทีมงาน ได้ลดเสียงรบกวนจากการยิงของระบบด้วย
การเตรียม
สามารถแยกแยะความแตกต่างจากสัญญาณรบกวนได้ง่ายขึ้นมาก โดยรวมแล้ว พวกเขาประสบความสำเร็จในการปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนให้สูงถึง 35% ทำให้สามารถตรวจจับตัวอย่างโมเลกุลที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าที่เคยทำได้ 14% โดยไม่ต้องเสี่ยงกับความเสียหาย
ของเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นแม้ว่าการปรับปรุงนี้จะค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว แต่ก็ช่วยให้นักวิจัยสามารถสังเกตโครงสร้างทางชีววิทยาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ ความสำเร็จของเทคนิคของพวกเขายังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้แสงที่สัมพันธ์กันเชิงควอนตัมในแอปพลิเคชันการถ่ายภาพออปติคัลอื่นๆ
ซึ่งอาจนำไปสู่การปรับปรุงความเร็วและความไวแสงอย่างมีนัยสำคัญโฟตอนของเลเซอร์ในสถานะควอนตัม โฟตอนจะเข้าไปพัวพันกับควอนตัมในทางกลไก ซึ่งหมายความว่าสถานะควอนตัมของพวกมันจะไม่เป็นอิสระจากกันอีกต่อไป ซึ่งส่งผลให้เวลาในการตรวจจับโฟตอนแบบสุ่มลดลงอย่างมาก
หลังจากความก้าวหน้าของไฮเซนเบิร์ก กลศาสตร์ควอนตัมก็เป็นรูปเป็นร่างอย่างรวดเร็วอย่างน่าอัศจรรย์ เกิดพร้อมกับผู้ช่วยคนใหม่ของเขา ปาสกาล จอร์แดน ได้เปลี่ยนรูปแบบงานของไฮเซนเบิร์กให้เป็นสูตรเมทริกซ์ที่เป็นระบบ โดยเน้นความสัมพันธ์ระหว่าง “ตัวแปรผัน” เช่น โมเมนตัมและตำแหน่ง
พลังงาน
และเวลา ในกลศาสตร์ควอนตัม ความสัมพันธ์เหล่านี้กลายเป็นความสัมพันธ์แบบสับเปลี่ยนระหว่างเมทริกซ์คอนจูเกต ในขณะเดียวกัน ซึ่งค่อนข้างเป็นอิสระจากกลุ่ม ได้นำเสนอกลศาสตร์ควอนตัมในภาษาใหม่ของผู้ประกอบการ ในเมืองซูริก เออร์วิน ชเรอดิงเงอร์ใช้วิธีการที่แตกต่างออกไป
และในปี พ.ศ. 2469 ได้พัฒนากลศาสตร์คลื่น ซึ่งเป็นกลศาสตร์ควอนตัมอีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งพบว่าเทียบเท่ากับวิธีเมทริกซ์ ในปี พ.ศ. 2469 ไฮเซนเบิร์กรับช่วงต่อจากเครเมอร์สในตำแหน่งผู้ช่วยของบอร์ในโคเปนเฮเกน ไฮเซนเบิร์กได้รับการเลี้ยงดูในโรงเรียนของซอมเมอร์เฟลด์และร่วมมือกับบอร์น
คุ้นเคยกับจิตวิญญาณแห่งการชี้นำของทฤษฎีควอนตัมเช่นเดียวกับคนอื่นๆ การทำงานในสถาบันของ เขาได้กำหนดหลักการของความไม่แน่นอนในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2470 ซึ่งเป็นการวางรากฐานของสิ่งที่กลายเป็นที่รู้จักในการตีความกลศาสตร์ควอนตัมของโคเปนเฮเกน หลังจากนั้นไม่นาน
ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2470 ขณะอายุ 26 ปี เขาก็ได้เป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยไลป์ซิก ภายในเวลาไม่กี่ปี ไฮเซนเบิร์กได้ก่อตั้งเมืองไลป์ซิกให้เป็นศูนย์กลางแห่งใหม่ของฟิสิกส์เชิงทฤษฎียุคใหม่ ร่วมกับศิษย์ของซอมเมอร์เฟลด์อีกคนหนึ่ง ปีเตอร์ เดบาย ซึ่งดำรงตำแหน่งประธานฟิสิกส์
เชิงทดลอง และฟรีดริช ฮันด์ ซึ่งเป็นศาสตราจารย์พิเศษด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎีในปี พ.ศ. 2472 แนวทางใหม่ทางฟิสิกส์โดยพื้นฐาน ซึ่งความสำเร็จนั้นไม่แน่นอน แทนที่จะดำเนินการวิจัยตามเส้นทางที่ตั้งไว้ความท้าทายของมหาวิทยาลัย และความลึกของเนื้องอกหลายขนาด “ชาวเยอรมันพยายามสร้าง
ระเบิดปรมาณูหรือไม่” เขาถาม. ในแง่หนึ่ง เขาโต้แย้งว่าชาวเยอรมันไม่ได้ลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์ในการก่อสร้างโรงงานขนาดใหญ่และการพัฒนาอุปกรณ์ระเบิด แต่พวกเขาก็ผลิตสารที่ทราบกันดีว่าเป็นวัตถุระเบิดนิวเคลียร์ได้โดยเร็วที่สุดโดยไม่ขัดขวางความพยายามในสงคราม ไม่มีคำตอบง่ายๆ เขาสรุป
การโต้เถียงดำเนินต่อไปชีวิตของไฮเซนเบิร์กหลังสงครามไม่ได้สร้างความสนใจมากนัก แม้ว่าจะมีช่องว่างสำหรับการโต้เถียงด้วยก็ตาม ไฮเซนเบิร์กล้มเหลวในการได้รับการสนับสนุนจากเพื่อนนักวิทยาศาสตร์ของเขาเมื่อเขาพยายามจัดตั้งสภาวิจัยชั้นนำของเยอรมันเพื่อเป็นองค์กรกลางของประเทศ
แนะนำ ufaslot888g
