رفتن به نوشته‌ها

افشای امکانات دوربین های کوانتومی بدون تعامل « Fabbaloo


نمودار مفهومی دوربین کوانتومی (به موضوع گربه توجه کنید) [Source: Nature]

توسعه یک دوربین کوانتومی بدون تعامل چه پیامدهایی برای چاپ سه بعدی دارد؟

صبر کنید، “دوربین کوانتومی” چیست؟ کمی پیچیده است، اما بگذارید توضیح دهم.

در یک دوربین نوری معمولی، یک منبع نور، شاید خورشید، فوتون‌ها را روی یک سوژه منفجر می‌کند. بسیاری از آن فوتون‌ها منعکس می‌شوند، و برخی به طور اتفاقی به لنز دوربین شما برخورد می‌کنند. فوتون ها به سنسور تصویر برخورد می کنند و شما یک تصویر دیجیتال دارید.

یک دوربین کوانتومی کاملاً متفاوت عمل می کند. به جای استفاده از فوتون های منعکس شده که به راحتی توسط منبع نور فراهم می شود، فوتون ساطع می کند.

اما آنها فوتون های خاصی هستند.

آنها فوتون های درهم تنیده هستند. “درهم تنیدگی” یک خاصیت کوانتومی بسیار عجیب ماده است که در آن جفت ذرات می توانند “درهم” شوند. نتیجه این است که اگر یک ذره اندازه گیری شود، ذره دیگر فورا اندازه خود را نیز تغییر می دهد. همه اینها به معنای واقعی کلمه بلافاصله اتفاق می افتد، سریعتر از سرعت نور بین دو ذره درهم تنیده.

بله، می‌دانم که این به نظر علمی تخیلی است، اما در واقع واقعی است و توسط دهه‌ها آزمایش فیزیک تایید شده است. در حالی که این یک ویژگی بسیار غیر معمول است، در این دوربین های کوانتومی استفاده می شود.

ایده این است که جفت فوتون های درهم تنیده ایجاد شود و سپس یکی از هر جفت به سمت یک جسم شلیک شود. هنگامی که ذره ارسال شده با سوژه تعامل می کند، ذره باقی مانده واکنش نشان می دهد و قابل اندازه گیری است. مجموعه‌ای از این توالی‌های تک فوتونی می‌توانند تصویری از سوژه بسازند، در حالی که هرگز از نور بازتاب شده استفاده نمی‌کنند.

تحقیقات جدید حتی اگر ممکن باشد، چیز عجیب‌تری را توصیف می‌کند: یک دوربین کوانتومی که «بدون تعامل» است. این بدان معناست که ذرات شلیک شده از دوربین در واقع به هیچ وجه به سوژه برخورد نمی کنند.

نمودار مفهومی دوربین کوانتومی بدون تعامل [Source: Nature]

خوب، این بیشتر درست است. اساساً فوتون ها (بیشتر اوقات) به سوژه برخورد می کنند یا (به ندرت) به سوژه برخورد می کنند. آشکارسازهای فوق حساس از این اطلاعات برای اندازه گیری تداخل ذرات استفاده می کنند و از آن می توان تصویری تولید کرد.

این یک فناوری جذاب و یکی از چندین فناوری در مکانیک کوانتومی است. توصیه می کنم اگر قبلا این موضوع را ندیده اید نگاهی به موضوع بیندازید. این کاملاً شگفت‌انگیز است که نحوه عملکرد جهان در مقیاس نانو کاملاً با درک عادی ما متفاوت است.

اما آیا می توان از این فناوری در پرینت سه بعدی استفاده کرد؟

در ابتدا فکر کردم که رویکرد دوربین کوانتومی می تواند به نوعی برای توسعه یک اسکنر سه بعدی پیشرفته استفاده شود، اسکنر که ممکن است بتواند اطراف اشیاء را ببیند. اما احتمالاً در اینجا اینطور نیست زیرا ماهیت بسیار دقیق فناوری اندازه گیری نشان می دهد که فقط نمونه های کوچک در محیط های عاری از فوتون های سرگردان آزمایش شوند.

یکی دیگر از کاربردهای بالقوه، بررسی مواد پرینت سه بعدی است. محققان توضیح می دهند:

چنین دوربین‌های کوانتومی «بدون تعامل» هنوز بخشی از تحقیقات اساسی هستند. اما این پتانسیل را دارند که در آینده برای تجزیه و تحلیل ملایم اجسام بسیار حساس به نور مورد استفاده قرار گیرند.

همچنین ممکن است این رویکرد بتواند به نحوی در شکل جدیدی از فرآیند چاپ سه بعدی استفاده شود، اما من کسی نیستم که آن را بفهمم.

از طریق هایسه (آلمانی) و طبیعت (نکات کلاه به بنیامین)



منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی