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:

2017-02-16 19:53:01 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 космонавтики: Космический грузовик SpaceX Dragon доставит на МКС новый международный док-адаптер.

Международный док-адаптер (IDA) для МКС.

Металлическое кольцо, достаточно большое для прохождения сквозь него космонавтов и грузов, планируется доставить на МКС ​​через пару дней, на борту грузового корабля SpaceX Dragon.

Кольцо называется "Международный док-адаптер", или МДА, и его главная цель состоит в том, чтобы обеспечить порт для пилотируемых космических аппаратов и перехода из них на станцию.

Подробнее...

Новый виток технологий. Космическая связь посредством лазера.

Концепция художника космического корабля «Психея», которая проведет прямое исследование астероида, считающегося обезглавленным планетарным ядром.

Космический корабль, целью которого является изучение уникального астероида, в ходе своей миссии проверит, принципиально отличающееся от ранее используемых принципов, теле-коммуникационное оборудование, применяющее в своей основе лазерный луч, взамен привычных всем радиоволн.

Пакет Deep Space Optical Communications (DSOC) миссии Psyche НАСА применяет фотоны - основную частицу света - для передачи большего объёма инфоданных в определенный промежуток времени. Целью DSOC является - повышение производительности и качества коммуникации космических аппаратов на десятки раз, без изменения веса, мощности и объёма оборудования.

Подробнее...

Астрономы вновь обнаруживают «сверхземную» экзопланету, вращающуюся вокруг звезды с малой массой

Кривая блеска гравитационного микролинзирования OGLE-2017-BLG-0482. На верхних панелях распространения масштабной области планетарной аномалии, заключенный в нижнюю панель. Твердые и пунктирные кривые, наложенные на данные, представляют собой оптимальную планетарную модель и модель точечного объектива (PSPL), соответственно. Средние две панели показывают остатки от отдельных моделей.

Новости астрономии:
Используя метод микролинзирования, международная команда астрономов обнаружила новый чуждый мир, «Суперземлю», врашающуюся вокруг звезды с малой массой, примерно в пять раз меньшую, чем наше солнце.

Основываясь на эффекте гравитационной линзы, метод микролинзирования в основном используется для обнаружения объектов планетарной и звездной массы независимо от света, который они излучают. Следовательно, этот метод поэтому чувствителен к массе объектов, особенно к планетам с малой массой, таким как «Суперземли». Так называемые «Суперземли» - это внесолнечные миры с массой выше, чем у нашей родной планеты, но существенно ниже масс газовых гигантов Солнечной системы.

Подробнее...