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:

2019-02-02 17:05:05 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

Новости астрономии: Туманное будущее радиотелескопа в Пуэрто-Рико.

Однозеркальный радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико.

Будущее одного из крупнейших в мире однозеркальных радиотелескопов находится под вопросом после того, как National Science Foundation (Национальный научный фонд, США) объявил, что он принимает предложения от тех, кто заинтересован использовать обсерваторию Аресибо в Пуэрто-Рико.

Объявление появилось, так как Федеральное агентство исчерпывает средства для поддержки обсерватории, которая включает 305-метровой ширины блюдо и используется частично для поиска гравитационных волн и отслеживания астероидов, которые могут быть на пути столкновения с Землей.

Подробнее...

Недавно обнаруженные двойные планеты могут помочь решить загадку

Планета, надутая своей звездой-хозяином. Верхний левый: схема системы K2-132 на основной последовательности. Нижняя левая: схема системы K2-132. Звезда хозяина стала краснее и больше, больше облучая планету и тем самым увеличивая ее. Размеры не масштабируются. Основная панель: Газовая гигантская планета K2-132b расширяется, поскольку ее звезда-хозяин превращается в красного гиганта. Энергия от звезд хозяина переносится с поверхностью планеты в ее глубокий интерьер, вызывая турбулентность и глубокое перемешивание в планетной атмосфере. Планета вращается вокруг своей звезды каждые 9 дней и находится примерно в 2000 году.

Поскольку астрономы впервые измерили размер внесолнечной планеты семнадцать лет назад, они изо всех сил пытались ответить на вопрос: как величайшие планеты стали такими большими?
Благодаря недавнему открытию двойных планет из Университета Гавайского института астрономии, возглавляемого аспирантом Самуэлем Грюнблаттом, мы приближаемся к ответу на этот вопрос.

Планеты газового гиганта в основном состоят из водорода и гелия, и по крайней мере, в 4 раза больше диаметра Земли. Планеты газового гиганта, которые блистают близко к их звездам-хозяевам, известны как «горячие юпитеры». Эти планеты имеют массы, подобные Юпитеру и Сатурну, но имеют тенденцию быть намного больше - некоторые из них надуваются до размеров, даже больших, чем самые маленькие звезды.

Подробнее...

Новости космоса: Первые признаки странного квантового свойства пустого пространства?

Нейтронная звезда-Магнитар.

Изучая свет, испускаемый из чрезвычайно плотной и сильно намагниченной нейтронной звезды, астрономы, возможно, нашли первые наблюдательные признаки странного квантового эффекта, впервые предсказано в 1930 году.

Поляризация наблюдаемого света позволяет предположить, что пустое пространство вокруг нейтронной звезды является предметом квантового эффекта, известного как вакуумная двойная рефракция (vacuum birefringence).

Подробнее...