Fizikçiler mikroskopları sınırların ötesine taşıyor

Antony van Leeuwenhoek’un 17. yüzyılın sonlarında mikroskop aracılığıyla bakterilerin dünyasını keşfetmesinden bu yana, insanlar sonsuz küçüklüğün dünyasına daha derinlemesine bakmaya çalıştı.

Ancak vücudun geleneksel görsel yöntemler kullanılarak ne kadar doğru bir şekilde incelenebileceği konusunda fiziksel sınırlar vardır. Bu, kırınım sınırı olarak bilinir ve ışığın dalga olarak görünmesi gerçeğiyle belirlenir. Bu, odaklanan görüntünün bir nesneyi gözlemlemek için kullanılan ışığın dalga boyunun yarısından daha küçük olamayacağı anlamına gelir.

Bu sınırı “süper lensler” ile kırmaya yönelik girişimler, ciddi görme kaybı engelleriyle karşılaşıyor ve lensleri opak hale getiriyor. Şimdi Sydney Üniversitesi’ndeki fizikçiler, kırınım sınırını neredeyse dört kat aşarak, minimum kayıpla süper mercekleme elde etmenin yeni bir yolunu gösterdiler. Başarılarının anahtarı süper lensleri tamamen kaldırmaktı.

Araştırma şu adreste yayınlandı: Doğa İletişimi.

Araştırmacılar, bu çalışmanın bilim adamlarının süper çözünürlüklü mikroskopiyi daha da geliştirmelerine olanak sağlaması gerektiğini söylüyor. Bu, kanser teşhisi, tıbbi görüntüleme veya arkeoloji ve adli tıp gibi çok çeşitli alanlarda görüntülemenin gelişmesine yol açabilir.

Araştırmanın baş yazarı, Sidney Üniversitesi Fizik Okulu ve Nano Enstitüsü’nden Dr. Alessandro Toñez şunları söyledi: “Artık süper merceklemeyi, süper mercekleme olmadan uygulamak için pratik bir yol geliştirdik. Bunu yapmak için optik probumuzu daha uzağa yerleştiriyoruz. nesneden hem yüksek çözünürlüklü hem de düşük çözünürlüklü bilgileri toplayabilir.” “Prob, uzak mesafeden ölçüm yaparak, önceki yöntemlerin bir özelliği olan yüksek çözünürlüklü verilere müdahale etmiyor.”

Önceki girişimlerde yeni malzemeler kullanılarak üstün lensler yaratmaya çalışılmıştı. Bununla birlikte, çoğu malzeme o kadar çok ışık emer ki, bir süper mercek kullanışlı olur.

Dr. Tönnies şöyle konuştu: “Ölçümün kendisinden sonra, bilgisayarda bir işlem sonrası adım olarak hiper mercekleme işlemini gerçekleştirerek bu sorunun üstesinden geldik. Bu, kaybolan (veya kaybolan) görüntüyü seçici olarak güçlendirerek nesnenin ‘gerçek’ bir görüntüsünü üretir. ışık.” dalgalar.”

Yine Fizik Okulu ve Sydney Nano’dan ortak yazar Profesör Boris Kuhlme şunları söyledi: “Yöntemimiz, yaprakların nem içeriğini daha kesin bir şekilde belirlemek için uygulanabilir veya tahribatsız değerlendirme gibi gelişmiş mikrofabrikasyon tekniklerinde faydalı olabilir” Mikroçiplerin bütünlüğü. “Bu yöntem, sanat eserlerindeki gizli katmanları ortaya çıkarmak için kullanılabilir ve sanatsal sahteciliklerin veya gizli eserlerin tespitinde faydalı olabilir.”

Tipik olarak süper mercekleme girişimleri, yüksek çözünürlüklü bilgilere yakın erişim sağlamaya yöneliktir. Bunun nedeni, bu yararlı verilerin mesafeyle birlikte önemli ölçüde azalması ve çok hızlı bir şekilde bozulmayan daha düşük çözünürlüklü veriler tarafından hızla bastırılmasıdır. Ancak probu bir nesneye çok yakın hareket ettirmek görüntüyü bozar.

Doçent Kolme, “Sondamızı daha uzağa taşıyarak, yüksek çözünürlüklü bilgilerin bütünlüğünü koruyabilir ve düşük çözünürlüklü verileri filtrelemek için gözlem sonrası teknolojiyi kullanabiliriz” dedi.

Araştırma, spektrumun görünür ve mikrodalga arasındaki bölgesinde, milimetre dalga boyunda terahertz ışık kullanılarak gerçekleştirildi.

Doçent Kolme, “Bu, üzerinde çalışılması çok zor bir bant genişliği, ancak çok ilginç çünkü bu aralıkta protein yapısı, hidrasyon dinamikleri veya kanser görüntülemede kullanım gibi biyolojik örnekler hakkında önemli bilgiler elde edebiliyoruz” dedi. . “.

Tonnies, “Bu teknoloji, gördüğünüzü bozmadan nesneyle güvenli bir mesafede kalarak yüksek çözünürlüklü görüntülere izin vermenin ilk adımıdır” dedi ve şöyle devam etti: “Teknolojimiz diğer frekans aralıklarında da kullanılabilir. Yüksek performans gösteren herkesi bekliyoruz. çözünürlüklü optik mikroskop bu teknolojiyi ilginç bulacaktır.”