کوانٹم اینگلمنٹ مائکروسکوپ ریزولوشن کو دگنا کرتا ہے - فزکس ورلڈ

کوانٹم میکانکس کے آغاز کے بعد سے، طبیعیات دانوں نے ہماری کائنات کے لیے اس کے اثرات کو سمجھنے کی کوشش کی ہے۔ نظریہ کے اجنبی نتائج میں سے ایک الجھن ہے: وہ رجحان جس کے تحت ذرات کا ایک جوڑا یا گروہ اس طرح جڑ جاتا ہے کہ کسی ایک ذرے کی حالت کو آزادانہ طور پر بیان نہیں کیا جا سکتا۔ اس کے بجائے، اس کی حالت اندرونی طور پر دوسرے (زبانوں) کی حالت کے ساتھ جڑی ہوئی ہے، چاہے ذرات بڑے فاصلے سے الگ ہوں۔ نتیجے کے طور پر، الگ تھلگ جگہ پر کسی ذرہ پر کی گئی پیمائش اس کے الجھے ہوئے جڑواں کی حالت کو متاثر کر سکتی ہے۔

امریکہ میں کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (کیلٹیک) کے محققین نے اب اس کوانٹم پراپرٹی کو آپٹیکل مائکروسکوپ کی ریزولوشن کو دوگنا کرنے کا طریقہ دریافت کیا ہے۔ نئی تکنیک، جسے کوانٹم مائیکروسکوپی بذریعہ اتفاق (QMC) کہا جاتا ہے، کلاسیکی پر کوانٹم مائیکروسکوپس کے فائدے کو واضح کرتی ہے، اور اس میں کینسر کے خلیات جیسے حیاتیاتی نظام کی غیر تباہ کن امیجنگ میں ایپلی کیشنز ہوسکتی ہیں۔

اتفاق سے کوانٹم مائکروسکوپی

ایک نظری (روشنی) خوردبین ان ڈھانچے کو حل کر سکتی ہے جو استعمال شدہ روشنی کی طول موج کے تقریباً نصف ہیں۔ اس سے چھوٹی چیز کی تمیز نہیں کی جا سکتی۔ لہذا، بہتر ریزولوشن کا ایک ممکنہ راستہ روشنی کی زیادہ شدت اور کم طول موج کا استعمال کرنا ہے۔

لیکن ایک انتباہ ہے۔ روشنی کی چھوٹی طول موج میں زیادہ توانائیاں ہوتی ہیں، اور یہ انتہائی توانائی بخش روشنی امیج کی جا رہی چیز کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔ زندہ خلیات اور دیگر نامیاتی مواد خاص طور پر نازک ہوتے ہیں۔

تازہ ترین کام میں، جس میں ظاہر ہوتا ہے فطرت، قدرت مواصلات, کی قیادت میں ایک ٹیم لیہونگ وانگ اس روڈ بلاک کو دور کرنے کے لیے الجھے ہوئے فوٹون، یا بائفوٹون کا ایک جوڑا استعمال کیا۔ فوٹون جو بائفوٹون جوڑا بناتے ہیں ان کی انفرادی شناخت نہیں ہوتی ہے اور وہ لازمی طور پر ایک جامع نظام کے طور پر برتاؤ کرتے ہیں۔ لیکن، اہم بات یہ ہے کہ، ان کمپوزیٹ فوٹون کی طول موج ایک ہی توانائی پر ایک غیر الجھے ہوئے، کلاسیکی فوٹوون کی طول موج کا نصف ہے۔ لہٰذا، ایک بائفوٹون جوڑا جس میں ایک کلاسیکی فوٹوون کے برابر توانائی ہوتی ہے وہ دوگنی ریزولوشن حاصل کر سکتی ہے۔

اس کا مظاہرہ کرنے کے لیے، وانگ اور ساتھیوں نے آنے والے فوٹوون کو سگنل فوٹوون اور ایک آئیڈلر فوٹوون سے بنا ایک الجھے ہوئے بائفوٹون جوڑے میں تقسیم کرنے کے لیے ایک کرسٹل کا استعمال کیا۔ یہ بائفوٹون آئینے، عینک اور پرزم کے نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن کیے گئے ہم آہنگ راستوں پر سفر کرتے ہیں۔ سگنل فوٹوون اس راستے سے گزرتا ہے جس میں تصویر کی جا رہی ہوتی ہے، جب کہ آئیڈلر فوٹوون بغیر کسی رکاوٹ کے سفر کرتا ہے۔ آخر کار، دونوں فوٹون ایک ڈیٹیکٹر پلیٹ تک پہنچ جاتے ہیں، جو سگنل فوٹوون کے ذریعے لے جانے والی معلومات کو ریکارڈ کرتی ہے۔ یہ معلومات پھر آئیڈر فوٹوون کی حالت کا پتہ لگانے کے ساتھ منسلک ہوتی ہے اور ایک تصویر بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔

کلاسیکی مائکروسکوپی پر فوائد

امیجنگ کو بڑھانے کے لیے الجھے ہوئے فوٹون کے استعمال کا تصور ہے۔ نیا نہیں، لیکن یہ پہلے بڑی اشیاء کی امیجنگ تک محدود رہا ہے۔ Caltech ٹیم ایک قابل عمل سیٹ اپ کا مظاہرہ کرنے والی پہلی ٹیم ہے جو سیلولر پیمانے پر تفصیلات کو حل کر سکتی ہے۔ سگنل اور آئیڈلر فوٹوون کی پیمائش کے درمیان مقامی اور وقتی ارتباط کا استعمال کرتے ہوئے (جو کلاسیکی فوٹون کے لیے موجود نہیں ہیں)، وانگ اور ساتھیوں نے یہ بھی ظاہر کیا کہ QMC طریقہ شور کی مزاحمت اور تصویر کے تضاد کے لحاظ سے کلاسیکی مائیکروسکوپی پر فائدے رکھتا ہے۔

اب تک، ٹیم نے کینسر سیل کی بائیو امیجنگ کے ذریعے QMC کے فوائد کا مظاہرہ کیا ہے (اوپر تصویر دیکھیں)۔ وانگ کے مطابق، دیگر ایپلی کیشنز میں فوٹو حساس مواد جیسے نامیاتی مالیکیولز اور میموری ڈیوائسز کی غیر تباہ کن امیجنگ شامل ہوسکتی ہے۔ مزید برآں، چونکہ QMC مائکروسکوپ کی ریزولوشن میں دوگنا بہتری پیدا کرتا ہے، اس لیے کوانٹم مائیکروسکوپی کی اس خاصیت کا فائدہ اٹھا کر کلاسیکی مائکروسکوپی میں مستقبل میں ہونے والی کسی بھی پیشرفت کو مزید بڑھایا جا سکتا ہے۔

کوانٹم خوردبین حیاتیاتی ڈھانچے کو ظاہر کرنے کے لیے الجھن کا استعمال کرتی ہے۔

لیکن اگرچہ QMC کے پاس بہت زیادہ وعدہ ہے، جدید ترین کلاسیکی خوردبینوں کے مقابلے میں ایک بڑا چیلنج رفتار ہے۔ الجھے ہوئے فوٹون بنانے کے موجودہ طریقے ناکارہ ہیں، جس کے نتیجے میں بائیفوٹن جوڑوں کی پیداوار کم ہوتی ہے۔ چونکہ QMC کا کوئی بھی فائدہ بائفوٹون کی کثرت پیدا کرنے کے قابل ہونے پر انحصار کرتا ہے، اس لیے ایسے طریقوں کو تیار کرنا جو اسے پورا کر سکیں اہم ہوں گے۔ "کوانٹم امیجنگ کے لیے مضبوط اور/یا متوازی کوانٹم ذرائع کی ترقی سے ڈیٹا کے حصول کو تیز کرنے کی امید ہے،" وانگ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا. ایک بار ایسا ہونے کے بعد، کوانٹم امیجنگ کی تکنیکیں حقیقی معنوں میں مائیکروسکوپی کے سامنے آئیں گی۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• PREIPO® کے ساتھ PRE-IPO کمپنیوں میں حصص خریدیں اور بیچیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/quantum-entanglement-doubles-microscope-resolution/