مستشعران كميان ينظران داخل خلية حية ⚡ экспресс
دمج ثورتين في الاستشعار الكمي: الكيوبتات البيولوجية القائمة على الأزواج الجذرية في الخلايا الحية، والكيوبتات ذات السبين في الحالة الصلبة. طُوِّر مجهر كمي نبضي يجمع بين الإثارة البصرية عند طولَي الموجة 450 و520 نانومتر مع تقطيع نانوثاني، والمسح ثلاثي الأبعاد بدقة حيود محدودة، والتبديل السريع للحقول المغناطيسية الساكنة والترددات الراديوية، وتسجيل الفوتونات المفردة بدقة بيكو ثانية، والتحكم بالموجات الميكروية حتى 5 غيغاهرتز، مما يشمل رنين مراكز NV (2.87 غيغاهرتز) والأزواج الجذرية (0.5–0.8 غيغاهرتز). تم إظهار تصوير خلايا حية مع وجود كلا النوعين من الكيوبتات في آن واحد داخل الخلية الواحدة — أي استشعار كمي متعدد الإرسال. يفتح الأسلوب آفاقًا جديدة لدراسة العمليات الكمية في الأنظمة الحية، ويضع أساسًا لتشابك كيوبت الحالة الصلبة مع كيوبت سبين بروتيني.
تبعث الخلية الحية باستمرار إشارات مغناطيسية ضعيفة، كأنها تهمس. يتنصت العلماء على هذا الهمس بواسطة "ميكروفونين" مجهريين - هما مستشعران للمجال المغناطيسي. أحدهما صُنع من الطبيعة (بروتين)، والآخر ذرة غبار ماسية من صنع الإنسان فيها عيب (من الكربون النقي) يحولها إلى هوائي.
يستجوب المجهر كلا المستشعرين بالتناوب: يوجه شعاعاً أزرق نحو أحدهما، وشعاعاً أخضر نحو الآخر (وهي تقنية من التحليل الطيفي - أي العمل مع الألوان). يستجيب كل مستشعر بوميضه الخاص، ويتم قياسه بدقة غير مسبوقة - هنا تدخل قياس الضوء (علم نبضات الضوء). حتى الفوضى الجزيئية داخل الخلية (الإنتروبيا، مقياس الاضطراب) لا تخفت هذه الإشارات.
يخلق مستشعران في خلية واحدة تأثيراً مجسماً: فكما تحدد أذنان موقع الصوت بدقة أكبر، يقدم المستشعران صورة ثلاثية الأبعاد. هذه التقنية التي نشأت من تجارب ديفيد وينلاند حول التحكم الكمي، تبشر بمراقبة الخلايا العصبية والأدوية. وإذا ما ربط التشابك الكمي - تلك العلاقة الغامضة التي درسها جون ستيوارت بيل - بين المستشعرات في المستقبل، فستتضاعف الدقة أضعافاً كثيرة.
🎯 بعض البروتينات في عيون الطيور المهاجرة قادرة على استشعار المجال المغناطيسي للأرض، لتعمل كبوصلات كمومية طبيعية.
🎬 يشبه جهاز الترايكوردر الطبي من سلسلة "ستار تريك": يلقي نظرة داخل الخلايا ويفك شيفرة همسها المغناطيسي.