Квантовый кислородный датчик внутри тела экспресс
Два фотона вылетают из одной точки в груди пациента. Они — близнецы: изменив один, мгновенно узнаёшь о другом. Такая связь называется квантовой запутанностью. При ПЭТ-сканировании эти пары рождаются внутри тела, когда введённое радиоактивное вещество встречается с электронами тканей.
Степень этой запутанности не постоянна. Она слабеет, если фотоны взаимодействуют с молекулами кислорода по пути. Чем больше кислорода растворено в ткани, тем сильнее связь разрушается. Авторы работы предложили измерять это ослабление — и по нему судить, не задыхаются ли клетки. Расчёты сделаны для воды, спиртов и жировой ткани: в жире при нуле кислорода запутанность достигает 0,89, а в изооктане падает до 0,78.
Метод не требует новых приборов. Достаточно того же ПЭТ-сканера, что ищет опухоли. Только теперь он считает не просто вспышки, а их согласованность. Это похоже на прослушивание оркестра: раньше мы слышали лишь громкость, а теперь различаем, играют ли скрипки в унисон или вразнобой. Разнобой — признак гипоксии. Так обычный медицинский аппарат превращается в измеритель дыхания тканей.
Позитроний — крошечный «атом», состоящий из электрона и его античастицы позитрона, — живёт всего несколько наносекунд, но успевает выдать пару запутанных фотонов.