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.

Защитный код
Обновить

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Новости астрономии: Туманное будущее радиотелескопа в Пуэрто-Рико.

Однозеркальный радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико.

Будущее одного из крупнейших в мире однозеркальных радиотелескопов находится под вопросом после того, как National Science Foundation (Национальный научный фонд, США) объявил, что он принимает предложения от тех, кто заинтересован использовать обсерваторию Аресибо в Пуэрто-Рико.

Объявление появилось, так как Федеральное агентство исчерпывает средства для поддержки обсерватории, которая включает 305-метровой ширины блюдо и используется частично для поиска гравитационных волн и отслеживания астероидов, которые могут быть на пути столкновения с Землей.

Подробнее...

Новости астрономии: Хаббл фиксирует нерегулярную карликовую галактику NGC 5264 с узлами звездообразования.

Хаббл фиксирует нерегулярную галактику с узлами звездообразования.

Это изображение, предоставленное усовершенствованной камерой для исследований (ACS) космического телескопа NASA/ESA Хаббл(Hubble), фиксирует свечение далеких звезд в NGC 5264 - карликовой галактике, расположенной на расстоянии чуть более 15 миллионов св. лет от Земли в созвездии Гидра (The Sea Serpent).

Карликовые галактики, такие как, NGC 5264, как правило, обладают около миллиарда звезд - это примерно только 1 процент от числа звезд, найденных в пределах Млечного Пути.

Подробнее...

Новости космоса: Впервые астрономы обнаружили семь планет земного размера на орбите одной звезды.

Найдено семь землеразмерных экзопланет в одной системе.

Это скопление планет находится на расстоянии 39,5 световых лет от Земли в созвездии Водолея, об их обнаружении было объявлено 22 февраля на пресс-конференции NASA.

Планеты вращаются плотно вокруг тусклого красного карлика под названием TRAPPIST-1(он же 2MASS J23062928-0502285), имеющего размеры чуть более размера Юпитера(на 16,5%) и массой 0,08 солнечных.

Подробнее...