Máy ảnh lượng tử chụp các vật thể mà nó không thể ‘nhìn thấy’ | H-care.vn

Newscientist 0 lượt xem
Máy ảnh lượng tử chụp các vật thể mà nó không thể ‘nhìn thấy’

 | H-care.vn

Hình ảnh mặc định của nhà khoa học mới

Một chiếc máy ảnh đã chụp được hình ảnh người lính đồ chơi này mà không bắt được bất kỳ ánh sáng nào chiếu vào nó. Thay vào đó, nó ghi lại các photon có liên kết lượng tử với các photon khác bật ra khỏi nó.

(Ảnh: Đại học Maryland/APS)

Các nhà nghiên cứu Mỹ đã chỉ ra rằng một chiếc máy ảnh kỹ thuật số bình thường có thể chụp nhanh các vật thể mà ống kính của nó không thể nhìn thấy trực tiếp. Kỹ thuật “chụp ảnh ma” có thể giúp các vệ tinh chụp ảnh nhanh qua các đám mây hoặc làn khói.

Hơn một thập kỷ qua, các nhà vật lý đã biết rằng những hình ảnh ma quái là có thể. Tuy nhiên, cho đến nay, các thí nghiệm mới chỉ chụp được các lỗ trên mặt nạ giống như khuôn tô, hạn chế các ứng dụng tiềm năng của chúng.

Giờ đây, Yanhua Shih thuộc Đại học Maryland, Baltimore và các đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Quân đội Hoa Kỳ, cũng ở Maryland, đã chụp được những hình ảnh ma đầu tiên của một vật thể mờ đục: một người lính đồ chơi (xem hình ảnh, phía trên bên phải).

máy ảnh lượng tử

Ghosting hoạt động giống như chụp ảnh một đối tượng bằng đèn flash bằng máy ảnh bình thường. Ở đó, hình ảnh được hình thành từ các photon phát ra từ đèn flash, bật ra khỏi một vật thể và đi vào ống kính.

Kỹ thuật mới cũng sử dụng một nguồn sáng để chiếu sáng một vật thể. Tuy nhiên, hình ảnh không được hình thành từ ánh sáng chiếu vào vật thể và dội lại. Thay vào đó, máy ảnh thu nhận các photon không va vào vật thể, nhưng ghép nối thông qua hiệu ứng lượng tử với các photon khác đã làm.

Trong các thí nghiệm của Shih, một người lính đồ chơi được đặt cách nguồn sáng 45 cm, được chia thành hai chùm sáng. Một người chỉ vào món đồ chơi và người kia chỉ vào máy ảnh kỹ thuật số. Một máy dò photon được đặt gần người lính, nó chỉ có thể ghi nhận khi một photon bật ra.

cặp kết nối

Các photon từ nguồn sáng liên tục di chuyển dọc theo cả hai con đường do bộ tách tạo ra, đến người lính và máy dò photon hoặc đến máy ảnh. Máy dò và máy ảnh ghi lại một dòng liên tục các photon này, thỉnh thoảng ghi lại một photon vào cùng một thời điểm.

Khi điều này xảy ra, có một mối quan hệ trực tiếp giữa vị trí một trong các photon chạm vào người lính và vị trí kia chạm vào cảm biến máy ảnh, Shih nói, do hiệu ứng lượng tử gọi là “giao thoa hai photon”.

Ông nói: “Nếu photon đầu tiên dừng tại một điểm trên mặt phẳng đối tượng, thì photon thứ hai chỉ có thể được quan sát tại điểm tương ứng trên mặt phẳng hình ảnh.

Vì vậy, khi máy ảnh chỉ ghi lại các pixel của photon tấn công đồng thời với một photon đến máy dò, thì một “hình ảnh ma” của vật thể sẽ tích tụ. Hình ảnh người lính xuất hiện sau khoảng 1.000 photon trùng hợp được ghi lại.

ảnh chụp đầy nắng

“Rõ ràng là thiết lập thử nghiệm có thể được áp dụng trực tiếp cho các ứng dụng sàng lọc,” Shih nói. nhà khoa học mới.

Phương pháp tương tự một ngày nào đó có thể được sử dụng để tạo ra hình ảnh vệ tinh của các vật thể ẩn sau các đám mây hoặc khói, sử dụng bức xạ mặt trời làm nguồn photon, Shih nói. Làm điều đó có thể yêu cầu một bộ đếm photon bên dưới các đám mây, nhưng nó có thể cho phép quan sát từ trên xuống không thể thực hiện được bằng các phương pháp thông thường.

Tuy nhiên, không phải ai cũng đồng ý rằng các hiệu ứng lượng tử có liên quan đến hình ảnh ma. Baris Erkmen và Jeffrey Shapiro của Viện Công nghệ Massachusetts, Cambridge, Hoa Kỳ, chỉ ra trong một bài báo gần đây rằng vật lý cổ điển nói rằng các nguồn sáng tạo ra một số photon không phối hợp và không tương quan như Shih đề xuất.

Họ nghi ngờ rằng hình ảnh ma có thể được tạo ra mà không có liên kết lượng tử giữa các cặp photon, đơn giản chỉ vì một số photon giống nhau.

Tạp chí tham khảo: kiểm tra thể chất A (DOI: 10.1103/PhysRevA.77.041801)

thế giới lượng tử – Tìm hiểu thêm về một thế giới xa lạ trong báo cáo đặc biệt toàn diện của chúng tôi.

Thêm về các chủ đề này:

See also  Bình luận: Uranus có mùi như rắm, các nhà thiên văn học nói | H-care.vn
Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud