Новости науки: Физики представили способ увеличить разрешающую способность микроскопов и телескопов.

. Опубликовано в категории: Астрофизика

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [2 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: Physical Review Letters По материалам: Phys.org

Любой сайт развивается благодаря тому, что о нем узнает все больше людей. Не проходите мимо, поделитесь новостями космоса:

 
2017-02-16ЧтPMEETE_февраля+0200RфевPMEET_0C7
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии, нарушающие ПРАВИЛА, будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

Защитный код
Обновить

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Новости космоса: Модель резонансной детонации белых карликов при образовании сверхновой типа Ia.

Взрыв сверхновой типа Ia в галактике NGC 4526

Новая математическая модель, созданная астрофизиками детализирует способ, каким образом мертвые звезды под названием белые карлики детонируют, производя тип взрыва, который играет важную роль в измерении экстремально больших расстояний в нашей Вселенной.

Механизм, описаннный в документе, опубликованном в MNRAS (http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stw2068), может улучшить наше понимание того, как формируется сверхновая типа Ia.

Подробнее...

Новости космонавтики: Астронавты впервые вошли в надувной жилой модуль МКС.

Надувной модуль BEAM, пристыкованный и развернутый на МКС

Астронавты МКС открыли первый в мире надувной космический жилой модуль в понедельник и некоторое время находились внутри. Астронавт NASA Джеффри Уильямс (Jeffrey Williams) стал первым астронавтом, который вошел в подобный модуль.

Он сказал, что воздух был чистым, но холодным. Комната, называемая BEAM прибыла на МКС ​​в апреле, упакованная в грузовой капсуле, вместе с другими припасами.

Подробнее...

Новости науки: Ученым "не дает покоя" Темная материя: они лезут в "дебри" суперструн и "скрытых секторов".

Так выглядело бы сверхскопление Abell 1689, если бы было видно темную материю. Фото Хаббл.

В настоящее время одним из вероятных кандидатов на роль частицы темной материи - является слабо взаимодействующая массивная частица, или ВИМП(WIMP), хотя до сих пор эта гипотетическая частица не обнаружена непосредственно.

В новом исследовании, физики предположили, что темная материя - это не ВИМПы, и даже не любая частица, которая до сих пор известна или теоретически существует.

Подробнее...