مجهر كمومي يرى ما يخفى عن المجهر العادي سريع

الأصل: "Quantum Squeezing Enhanced Photothermal Microscopy"
arXiv:2601.20632 · 2026-01-28 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
تقنية مجهرية جديدة تلتقط إشارات ضعيفة كانت تغرق سابقًا في الضوضاء.

الضوء في المجهر لا يصل كتيار منتظم، بل مثل حبات مطر متساقطة: أحيانًا فوتونات أكثر، وأحيانًا أقل. هذا التشتت العشوائي هو ضوضاء الطلقات (shot noise). وهي تضع حدًا: الإشارات الضعيفة القادمة من أجسام صغيرة تغرق في هذه التموجات.

وجد العلماء طريقة لتهدئة هذه الضوضاء. يأخذون شعاعين من الضوء وُلدًا معًا ومرتبطين بحيث تلغي تذبذباتهما بعضها البعض. يمر أحد الشعاعين عبر العينة، بينما يبقى الآخر نقيًا. بمقارنتهما، يمكن طرح الضوضاء وإبقاء الإشارة المفيدة فقط. هذا يشبه سماعات الرأس المانعة للضوضاء: اللحن الهادئ يُسمع حتى في قاعة صاخبة.

سُميت الطريقة SEPT — وهي اختصار لـ squeezing-enhanced photothermal microscopy. وهي تخفض الضوضاء بمقدار 3.5 ديسيبل، ما يعني صورًا أكثر بمقدار 2.5 مرة في نفس الوقت أو طاقة ليزر أقل بمقدار الثلث.

المجهر الجديد تمكن بالفعل من رؤية مادة السيتوكروم c (cytochrome c) داخل الخلايا، والتي لم يكن الضوء العادي يُظهرها. الآن يرى علماء الأحياء العمليات الحية دون صبغات، ويدقق علماء المواد في الجسيمات النانوية بدقة أكبر.

ضوضاء الطلقات تشبه صوت المطر على السقف: قطرات المطر تتساقط بشكل غير منتظم، وفي الإشارة الضعيفة يُسمع هذا عدم الانتظام بأعلى صوت.

العلماء
Jeff KimbleLeonard MandelRoy GlauberWillebrord SnelliusNiels BohrPascual Jordan
المفاهيم
استشعار الضوء الكمومي المضغوط مطيافية تقليل الضوضاء فوتومتري كاشف فائق التوصيل الضوء المضغوط كشف الفوتون المفرد مطيافية مصغرة تصوير طبي في علم الأورام تصوير غير باضع تصوير مقطعي بالإصدار البوزيتروني مطياف متكامل قياس درجة الحرارة أنبوب مضاعف ضوئي طرح الضوضاء قياس ضوئي دقيق كفاءة الفوتون حساس فائق الحساسية تيس مطياف التصوير المقطعي المحوسب