Kredit: Briefe zur körperlichen Untersuchung (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.180802
Forscher der Universität Portsmouth haben ein Quantensensorsystem vorgestellt, das den Höhepunkt der Quantenempfindlichkeit erreicht, indem es die Querverschiebung zwischen zwei interferierenden Photonen misst.
Diese neue Technik hat das Potenzial, hochauflösende Bildgebungstechniken zu verbessern, die bereits Einzelphotonenquellen als Sonden für die Lokalisierung und Verfolgung biologischer Proben verwenden, wie beispielsweise die Einzelmolekül-Lokalisierungsmikroskopie mit Quantenpunkten.
Traditionell war das Erreichen ultrahoher Präzision bei nanoskopischen Techniken durch die Einschränkungen standardmäßiger Bildgebungsmethoden wie die Beugungsgrenze von Kameras und Objektive mit hoher Vergrößerung begrenzt. Dieses neue Quantensensorsystem umgeht diese Hindernisse jedoch und ebnet den Weg für ein beispielloses Maß an Präzision.
Das Herzstück dieser Innovation ist eine interferometrische Technik, die nicht nur eine beispiellose räumliche Präzision erreicht, sondern auch unabhängig von der Überlappung der verschobenen photonischen Wellenpakete ihre Wirksamkeit beibehält. Die Genauigkeit dieser Technik verringert sich nur geringfügig, wenn es um Photonen mit unterschiedlichen nichträumlichen Freiheitsgraden geht, was einen erheblichen Fortschritt in der quantenverstärkten räumlichen Empfindlichkeit darstellt.
Der Co-Autor der Studie, Professor Vincenzo Tamma, Direktor des Quantum Science and Technology Hub, sagte: „Diese Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die messtechnische Leistungsfähigkeit der räumlichen Zwei-Photonen-Interferenz und könnten den Weg für neue hochpräzise Detektionstechniken ebnen.“ »
„Weitere potenzielle Anwendungen der Forschung könnten in der Entwicklung von Quantensensortechniken für die hochpräzise Refraktometrie und Lokalisierung astrophysikalischer Körper sowie hochpräziser multiparametrischer Sensorsysteme, einschließlich Quanten-3D-Lokalisierungsmethoden, liegen.“
Die Studie ist veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Untersuchung.
Mehr Informationen:
Danilo Triggiani et al., Abschätzung mit höchster Quantenpräzision der transversalen Verschiebung zwischen zwei Photonen mittels Zwei-Photonen-Interferenz-Abtastmessungen, Briefe zur körperlichen Untersuchung (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.180802
Zur Verfügung gestellt von der University of Portsmouth
Zitat: Neues Quantensensorsystem könnte zu verbesserten hochpräzisen nanoskopischen Techniken führen (4. Mai 2024), abgerufen am 5. Mai 2024 von https://phys.org/news/2024-05-quantum-scheme-high-precision-nanoskopisch. html
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