Lawrence Livermore Milli Laboratoriyası tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləri3D kvant kabus görüntüləmə mikroskopunun qurulması. Bir lazer və kristal (solda) parçalanan və iki istiqamətə göndərilən dolaşıq fotonları hazırlamaq üçün istifadə olunur. Bir nümunəni vurmaq və səpmək üçün sola dönür, 90 dərəcə bucaq altında standart bir görüntü təmin edir. Digəri düz davam edir və xəyal şəkli yaratmaq üçün istifadə olunur. Kredit: Optica (2025). DOI: 10.1364/OPTICA.565248

Ghost təsviri döyüş gəmisi oyununa bənzəyir. Alimlər obyekti birbaşa görmək əvəzinə, arxa planı silmək və siluetini açmaq üçün dolaşıq fotonlardan istifadə edirlər. Bu üsul çox işıqsız mikroskopik mühitləri öyrənmək üçün istifadə edilə bilər ki, bu da bioloji nümunələrə fotozədənin qarşısını almaq üçün faydalıdır.

İndiyə qədər kvant xəyallarının təsviri iki ölçü ilə və ya sabit z mövqelərindəki iki təyyarə ilə məhdudlaşır. Optica -da nəşr olunan yeni bir araşdırmada , Lawrence Livermore Milli Laboratoriyasının (LLNL) alimləri 3D kvant kabus görüntüləmə mikroskopunu inkişaf etdirdilər – bu, növünün ilkidir.

LLNL alimi və müəllifi Audrey Eşun deyib: “Bu, daha çox həssaslıqla işlər görə bilən və nümunəni skan etmədən daha çox məlumat toplaya bilən 3D təsvirin yeni üsuludur”.

Metod qarışıqlığın kvant fenomeni əsasında işləyir. Lazer kosmosda və zamanda dolaşmış və ya bir-birinə bağlı olan foton cütlərini yaradan bir kristalı işıqlandırır. Bu cütlər onları ayıran güzgüyə dəyir: “siqnal” fotonu adlanan biri nümunəyə doğru sola dönür, digəri isə “boş” foton birbaşa kameraya bənzər detektora doğru davam edir.

Nümunə ilə qarşılıqlı əlaqədə olmayan boş fotonlar detektorda vahid, xüsusiyyətsiz bir görüntü əmələ gətirir.

Bu vaxt, siqnal fotonları onları toplayan və bir nümunəyə yönəldən mikroskop obyektivindən keçir. Bu halda müəlliflər metal nanohissəciklərin çoxluqlarına baxıblar.Gümüş nanoklasterlərin 3D həcmli yenidən qurulması. Siqnal perspektivi (Z,Y) müstəvisidir, boşluq perspektivi (X,Y) müstəvisidir və (X,Z) müstəvisi örtük oriyentasiyasını göstərir. Hər kubun tərəfi 40 µm-dir. Kredit: Optica (2025). DOI: 10.1364/OPTICA.565248

Nümunə gələn fotonlara nisbətən 45 dərəcə bucaq altında əyilir. Fotonlar ona dəydikdə hər tərəfə səpələnirlər.

Daxil olan işığa düz bucaq altında yerləşdirilmiş başqa bir mikroskop obyektivi səpələnmiş fotonları toplayır və ikinci detektora yönəldir. Bu kamera nanohissəciklərin yz müstəvisinin standart şəklini çəkir.

Hər iki detektor hər bir fotonun dəqiq gəliş vaxtını ölçür. Hər iki kamera tərəfindən aşkar edilən foton cütlərinin vaxt işarələrini uyğunlaşdıraraq, tədqiqatçılar hansı boş fotonların nümunə ilə qarşılıqlı əlaqədə olan siqnal fotonlarına uyğun olduğunu müəyyən edə bilərlər. Onlar nümunənin xy müstəvisinin xəyal şəklini ortaya çıxararaq xüsusiyyətsiz boş görüntüdən hər bir digər fotonu çıxarırlar.

“Standart təsvirdə y və z koordinatları və hər piksel üçün vaxt var, xəyal şəkilində isə x və y koordinatları və hər piksel üçün vaxt var” dedi Eşun. “Eyni zaman damğasına malik olan bütün fotonları qruplaşdıraraq, biz hər bir foton üçün x, y və z mövqeyini müəyyən edə bilərik. Sonra bu koordinatlar 3D təsviri yaratmaq üçün qrafikə salına bilər.”

Digər üsullarla müqayisədə, 3D kvant xəyal təsviri nümunənin skan edilməsini tələb etmir – bu, bir anda baş verə bilər. O, olduqca aşağı işıq intensivliyindən istifadə edir, ona görə də işığa həssas materialların təsviri üçün faydalı ola bilər.

LLNL alimi və müəllifi Ted Laurens “Bu mikroskop öz növünün ilkidir” dedi. “Başqa bir 3D kvant xəyal şəkli var idi, lakin bu halda təsvir ölçüsü təxminən 3 santimetr idi. Bu, mikrondur. Biz mikron miqyasında informasiyanın üç məkan ölçüsü alırıq”.

Daha sonra komanda hüceyrələrin bir-birinə münasibətdə hərəkətini yüksək sürətlə izləmək üçün bu üsuldan istifadə etməyi hədəfləyir.

Daha çox məlumat: Audrey Eshun et al, 3D kvant xəyal görüntüləmə mikroskopu, Optica (2025). DOI: 10.1364/OPTICA.565248

Jurnal məlumatı: Optica 

Lawrence Livermore Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir