Новости науки: Физики представили способ увеличить разрешающую способность микроскопов и телескопов.

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [3 Голоса (ов)]

Интенференция волн от двух источников.

Исследователи из Университета Торонто продемонстрировали способ увеличить разрешение микроскопов и телескопов за давно принятые ограничения, используя ранее игнорируемые свойства света.

Метод позволяет наблюдателям различать очень небольшие или удаленные объекты, которые находятся так близко друг к другу, что обычно они сливаются в единое пятно.

Телескопы и микроскопы идеально подходят для наблюдения одиночных предметов. Например, ученые могут точно обнаружить и измерить одну далекую звезду. Чем дольше они наблюдают, тем более рафинированными становятся их данные. Но обычный метод наблюдения не работает для объектов, таких как тесные двойные звезды.

Это потому, что любые, даже самые лучшие телескопы подчиняются законам физики, которые заставляют свет размываться. Если две звезды находятся так близко друг к другу, что их свет перекрывает друг друга, никакое количество наблюдений не сможет разделить их. Их индивидуальная информация безвозвратно теряется.

Более 100 лет назад, британский физик Джон Уильям Страт - более известный как Лорд Рэлей - установил минимальное расстояние между объектами, необходимое для телескопа, чтобы различить каждый объект по отдельности. "Критерий Рэлея" выстоял в качестве неотъемлемого ограничения области оптики до сих пор.

Хотя телескопы регистрируют только "интенсивность" или яркость света, свет имеет и другие свойства, которые в настоящее время, как предполагается, позволяют обойти рэлеевский критерий.

Вот так волны мешают друг другу. И не важно вода это или свет.

"Чтобы преодолеть 'проклятие Рэлея', мы должны сделать что-то необычное и умное," говорит профессор Aephraim Steinberg, физик Центра квантовой информации и квантового управления, и старший научный сотрудник в программе квантовой теории информации в Канадском институте перспективных исследований. Он ведущий автор статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Некоторые из этих умных идей были удостоены в 2014 году Нобелевской премии по химии, отмечает Steinberg, но все эти методы все еще полагаются только на интенсивности, ограничивая ситуации, в которых они могут быть применены.

"Мы измерили еще одно свойство света называемое 'фаза'. И фаза дает столько же информации об источниках, которые расположены очень близко друг к другу, как это делают телескопы, с большой раздельной способностью. Мы пытались придумать простую вещь, которую смогли бы сделать", говорит Стейнберг. "Для того, чтобы работать с фазой, необходимо замедлить волну, и свет, на самом деле, легко замедлить."

Его команда, в том числе студенты Вэн Киан и Хью Ferretti, разделили тестовые изображения. Свет от каждой половины проходит через стекло различной толщины, которая замедляет волны разное количество раз, изменяя их соответствующие фазы. Когда пучки рекомбинируют, они создают четкие интерференционные картины, которые говорят исследователи, содержат исходное изображение одного объекта или обоих - на разрешениях далеко за пределами рэлеевского критерия.

До сих пор команда Штейнберга опробовала метод только в искусственных ситуациях, связанных с весьма ограниченными параметрами. Эта передовая идея имеет потенциальные возможности применения как в наблюдении за космосом, а также в микроскопии, где этот метод может быть использован для изучения связанных молекул и других мелких, плотно упакованных структур.

Вне зависимости от того, на сколько измерения фазы в конечном счете, улучшат разрешение изображения, Steinberg говорит, что истинное значение эксперимента заключается в перетряхивании концепции физиков "где находится информация на самом деле."

"Когда мы, например, измеряем квантовые состояния, у нас есть нечто, называемое принцип неопределенности, который говорит, что вы можете посмотреть на положение или скорость, но не на оба сразу. Вы должны выбрать то, что вам необходимо измерить. Когда вы измерили интенсивность, вы сделали выбор, и вы выбросили информацию. То, что вы узнаете, зависит от того, куда вы смотрите."
НАУЧНАЯ РАБОТА: ПО МАТЕРИАЛАМ:

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2017-02-16 19:53:01 При помощи измерения разных фаз световых волн от двух разных источников, можно существенно поднять разрешающую способность телескопов и микроскопов, говорят ученые.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Монстры, сталкивающиеся с черными дырами, могут прятаться на краю спиральных галактик

Исследователи RIT предлагают, чтобы внешний газовый диск спиральных галактик мог изобиловать черными дырами, которые испускают гравитационные волны, когда они сталкиваются. Здесь изображена южная галактика с пальцами, видимая в ультрафиолетовом свете и радиоволнах. Радиоданные, окрашенные здесь красным цветом, показывают удары галактики, где могут существовать орбитальные черные дыры.

Окрестности спиральных галактик, подобных нашим собственным, могут быть заполнены встречными черными дырами больших масштабов и отличным местом для ученых, которые охотятся за источниками гравитационных волн, заявили исследователи из Рочестерского технологического института в статье в « Астрофизических журнальных письмах».

Исследование RIT идентифицирует пропущенную область, которая может оказаться изобилующей орбитальными черными дырами и происхождением сигналов гравитационных волн, услышанных обсерваториями в Соединенных Штатах и Италии. Идентификация галактик-хозяев слияния массивных черных дыр может помочь объяснить, как образуются орбитальные пары черных дыр.
Условия, благоприятствующие слияниям черных дыр, существуют во внешних газовых дисках больших спиральных галактик, по словам доцента физики в RIT Суканья Чакрабарти, ведущего автора книги «Вклад внешних HI-дисков в объединяющие двоичные черные дыры».

Подробнее...

Новости науки: Две древние сверхновые повлияли на развитие биосферы Земли.

Взрывы сверхновых в прошлом Земли.

По словам Адриана Мелотта (Adrian Melottt), профессора физики из Университета штата Канзас (University of Kansas), две звезды, которые взорвались от 1,7 до 3,2 млн и от 6,5 до 8,7 миллионов лет назад каждая, сильно облучили биосферу Земли.

Радиация полученная каждым живым существом эквивалентна примерно одной КТ в год для каждого существа, обитающего на Земле или в океане.

Подробнее...

Новости космоса: Обнаруженные звезды второго поколения дают подсказки о своих предшественниках.

Содержание металлов и углерода в звездах второго поколения по отношению к Солнцу.

Астрономы из Университета Нотр-Дам определили, как они полагают, второе поколение звезд, которое прольёт свет на природу первых звезд во Вселенной.

Подкласс звезд богатых на углерод и очень бедных на тяжелые металлы, таких как железо (англ. CEMP) - древние звезды второго поколения.

Подробнее...