الاخبار

اخبار الساحة الاسلامية
أخبار العلوم و التكنولوجيا
الاخبار الصحية

الصور المجسّمة الكمومية يمكنها إنتاج نماذج مفصّلة بشكل مثير لأجسامنا وخلايانا!

03:00 PM

22 / 2 / 2021

84

    المصدر : rt

يُعرف التصوير الهولوغرافي بأنه عملية التصوير الفوتوغرافي لتسجيل الضوء الذي يتناثر بواسطة شيء ما، وتقديمه بطريقة ثلاثية الأبعاد.

واختُرع هذا الاكتشاف في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي من قبل عالم الفيزياء المجري البريطاني، دينيس غابور، وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1971.

وإلى جانب الأوراق النقدية وجوازات السفر، أصبح التصوير المجسم أداة أساسية للتطبيقات العملية الأخرى بما في ذلك تخزين البيانات والفحص المجهري البيولوجي والتصوير والتشخيص الطبي.

وفي تقنية تسمى المجهر الهولوغرافي، يصنع العلماء صورا ثلاثية الأبعاد لفك شيفرة الآليات البيولوجية في الأنسجة والخلايا الحية. وعلى سبيل المثال، تُستخدم هذه التقنية بشكل روتيني لتحليل خلايا الدم الحمراء، للكشف عن وجود طفيليات الملاريا وتحديد خلايا الحيوانات المنوية لعمليات التلقيح الاصطناعي.

ولكن هوغو ديفيان وماري كوري، من كلية الفيزياء وعلم الفلك في جامعة غلاسكو، اكتشفا الآن نوعا جديدا من التصوير المجسم الكمي، للتغلب على قيود المناهج الهولوغرافية التقليدية.

ويمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف الرائد إلى تحسين التصوير الطبي وتسريع تقدم علم المعلومات الكمومية. وهذا مجال علمي يغطي جميع التقنيات القائمة على فيزياء الكم، بما في ذلك الحوسبة الكمية والاتصالات الكمومية.

 

كيف تعمل الصور المجسمة

 

يخلق التصوير المجسم الكلاسيكي تصورات ثنائية الأبعاد لكائنات ثلاثية الأبعاد مع شعاع من ضوء الليزر ينقسم إلى مسارين.

ويضيء مسار شعاع واحد، المعروف باسم شعاع الكائن، هدف الهولوغرافي، مع الضوء المنعكس الذي جُمع بواسطة كاميرا أو فيلم ثلاثي الأبعاد خاص.

ويرتد مسار الحزمة الثانية، المعروف باسم الحزمة المرجعية، من مرآة مباشرة على سطح المجموعة دون لمس الهدف.

ويتم إنشاء الهولوغرام عن طريق قياس الاختلافات في طور الضوء. وتشمل المرحلة مقدار اختلاط موجات الجسم وعوارض الكائن وتتداخل مع بعضها البعض.

وتشبه ظاهرة التداخل إلى حد ما الموجات الموجودة على سطح حوض السباحة، حيث تخلق نمط موجة معقد في الفضاء يحتوي على كلا المنطقتين، وتلغي الموجات بعضها البعض (القيعان).

ويتطلب التداخل عموما أن يكون الضوء "متماسكا" - له التردد نفسه في كل مكان. ويأتي الضوء المنبعث من الليزر، على سبيل المثال، متماسكا، وهذا هو سبب استخدام هذا النوع من الضوء في معظم الأنظمة الثلاثية الأبعاد.

 

التصوير المجسم مع التشابك

 

لذا فإن التماسك البصري أمر حيوي لأي عملية هولوغرافية. ولكن الدراسة الجديدة تتغلب على الحاجة إلى التماسك في التصوير المجسم من خلال استغلال ما يسمى "التشابك الكمومي" بين جسيمات الضوء، يسمى الفوتونات.

ويعتمد التصوير المجسم التقليدي بشكل أساسي على التماسك البصري لأنه، أولا، يجب أن يتداخل الضوء لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد، وثانيا، يجب أن يكون الضوء متماسكا للتدخل. ومع ذلك، فإن الجزء الثاني ليس صحيحا تماما لأن هناك أنواعا معينة من الضوء يمكن أن تكون غير متماسكة وتسبب تداخلا.

وهذا هو الحال بالنسبة للضوء المكون من الفوتونات المتشابكة، المنبعثة من مصدر كمي في شكل تدفق من الجسيمات المجمعة في أزواج - فوتونات متشابكة.

وتحمل هذه الأزواج خاصية فريدة تسمى التشابك الكمومي. وعندما يتشابك جسيمان، فإنهما متصلان جوهريا ويعملان بشكل فعال ككائن واحد، على الرغم من أنه يمكن فصلهما في الفضاء. ونتيجة لذلك، فإن أي قياس يتم إجراؤه على جسيم متشابك يؤثر على النظام المتشابك ككل.

وفي الدراسة، فُصل فوتوني كل زوج مع إرسالهما في اتجاهين مختلفين.

ويتم إرسال فوتون واحد نحو جسم ما، والذي يمكن أن يكون، على سبيل المثال، شريحة مجهرية بها عينة بيولوجية. وعندما يصطدم الفوتون بالجسم، ينحرف قليلا أو يتباطأ قليلا اعتمادا على سمك مادة العينة التي مر من خلالها. ولكن، بصفته كائنا كميا، يتمتع الفوتون بخاصية مذهلة تتمثل في التصرف ليس فقط كجسيم، ولكن أيضا كموجة في الوقت نفسه.

وتتيح خاصية ازدواجية الموجة والجسيمات هذه ليس فقط فحص سماكة الجسم في الموقع الدقيق الذي اصطدم به (كما يفعل الجسيم الأكبر)، ولكن أيضا قياس سمكه على طوله بالكامل مرة واحدة. ويصبح سمك العينة - وبالتالي هيكلها ثلاثي الأبعاد - "مطبوعا" على الفوتون.

ونظرا لأن الفوتونات متشابكة، فإن الإسقاط المطبوع على فوتون واحد يتقاسمه في الوقت نفسه.

ثم تحدث ظاهرة التداخل عن بعد، دون الحاجة إلى تداخل الحزم، ويتم الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد أخيرا عن طريق اكتشاف الفوتونين باستخدام كاميرات منفصلة وقياس الارتباطات بينهما.

ويتمثل الجانب الأكثر إثارة للإعجاب في هذا النهج الهولوغرافي الكمي، في أن ظاهرة التداخل تحدث على الرغم من عدم تفاعل الفوتونات مع بعضها البعض مطلقا، ويمكن فصلها بأي مسافة - وهو جانب يسمى "اللامكانية" - ويتم تمكينه من خلال وجود التشابك الكمي بين الفوتونات.

وبالإضافة إلى هذا الاهتمام الأساسي، يوفر استخدام التشابك بدلا من التماسك البصري في نظام التصوير المجسم، مزايا عملية مثل الاستقرار الأفضل ومقاومة الضوضاء. وهذا لأن التشابك الكمي خاصية يصعب الوصول إليها والتحكم فيها بطبيعتها، وبالتالي فهي تتميز بكونها أقل حساسية للانحرافات الخارجية.

وتعني هذه المزايا أنه يمكننا إنتاج صور بيولوجية ذات جودة أفضل بكثير من تلك التي حُصل عليها باستخدام تقنيات الفحص المجهري الحالية. وسرعان ما يمكن استخدام هذا النهج الكمي الهولوغرافي لكشف الهياكل والآليات البيولوجية داخل الخلايا التي لم تُلاحظ من قبل.

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدَتُنا في زيارةِ القُبورِ

وليد الكعبة وشهيد المحراب

فِتنةُ الناكثينَ ومحنةُ وقعَةِ الجمَلِ

دور الإمام علي الهادي (ع) في تعميق الولاية

كيف نشأت الخلية الأولى؟

مولدُ شَمسِ الهُدى وباقرِ العُلوم

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدتُنا في الوظيفَةِ في الدّولةِ الظالمة

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدَتنا في الدُّعاءِ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عقيدَتُنا في الجَّورِ والظُّلم

أهمية المحافظة على الصلاة

بيعة الغدير ومحاولة تفريغها من مضمونها الحقيقي

متى تكون الثروة نقمة على المجتمع؟

الأُطر الاجتماعية ودورها في ترسيخ الثقافة الذكورية

من الأدلة على أنّ القرآن مُنزَل مِنَ السماء

كـــيف اســتقبـــلت قـــريش أول أذانٍ يرفع على ظهر الكعبة؟

نموذج من الافتراءات والأباطيل التي تعرض لها أبو طالب (رضوان الله عليه)

ما شرط مشروعية المال في الإسلام؟

لماذا طلب زكريا ولداً ذكراً يخلفه لا أنثى؟

مَن هُوَ أخوكَ مِن بينِ أصدقائك؟

لنُساعِدَ أبناءَنا الخجولينَ

ستَّةُ أُمورٍ تجعَلُ طفلَكَ ينجَحُ بقراراتِهِ

وسائلُ الإعلام نِعمَةٌ أم نِقمَة؟

كيفَ يَتِمُّ تأمينُ مَكانٍ مُناسِبٍ للطِّفلِ؟

أهميّةُ اللّعِبِ في حَياةِ الطِّفل

الثَّمراتُ الطَّيبَةُ للزَّواجِ في الإسلام

تربيةُ الأبناءِ مسؤوليّةٌ ثقيلَةٌ

لَيْسَ كُلُّ مَا يلمعُ ذَهَباً

كيف نحمي الهاتف الذكي من الاحتراق؟

اسم VAIO يتألق من جديد بحاسب متين وخفيف الوزن

منافسة Chevrolet Captiva الجديدة من الصين!

مستقبل السيارات الكهربائية أصبح حاضراً

ميتسوبيشي تطلق الجيل الرابع من أوتلاندر

مصور يرصد بطريقا أصفر فريدا لم يسبق له مثيل

سمكة غريبة تشبه التمساح بأسنان حادة تحيّر الخبراء!

الصور المجسّمة الكمومية يمكنها إنتاج نماذج مفصّلة بشكل مثير لأجسامنا وخلايانا!

علماء ألمان يطورون عجينة وقود تنهي تاريخ سيارات الفيول والكهرباء

الكشف عمّا يضع الجسم في الحالة الكيتونية لحرق دهون البطن!

خبراء يحذرون من تناول مسكنات الألم قبل لقاح كوفيد-19

باحثون يحددون صلة بين الأجسام المضادة في العمود الفقري وأعراض كوفيد-19 العصبية

تعرف على أكثر الأطعمة إثارة للحساسية!

الخبراء يحددون نباتا فائقا يمكنه امتصاص تلوث الهواء في الطرق المزدحمة

آثار جانبية خطيرة لمسكنات الآلام

بعكس التوقعات ... طبيبة مختصة تحدد 5 أسباب لزيادة الوزن غير المبررة

فاكهة شائعة تعمل على تخفيض نسبة السكر في الدم

سبع علامات للجلطة الدماغية الصامتة

الذكرى السنويّة الخامسة: في ليلة ولادة أبيه كان افتتاح شبّاك مرقده الطاهر بأيدي خَدَمتِه

مركزُ الثقافة الأسريّة يُطلق مسابقةَ (أمير البررة) النسويّة...

العتبة العلوية ... رفع راية (علي راية الهدى) ابتهاجا بالولادة الميمونة لوليد الكعبة المشرفة (عليه السلام)

انطلاق أعمال الملتقى الوطني الافتراضي للمؤسسات القرآنية في العراق من رحاب مرقد أمير المؤمنين (عليه السلام)

ثلاث صالات للعمليات وجناحين للعناية المركزة وجناح للعيادات ومعمل للأوكسجين.. العتبة الحسينية تفتتح غدا (الجمعة) مستشفى الشفاء في الانبار

عامٌ على تسجيل اول اصابة في العراق.. والعتبة الحسينية كانت ولازالت مثالا لترجمة توجيهات المرجعية بدعم المؤسسات الصحية والتكافل الاجتماعي

العتبة الكاظمية المقدسة تستضيف اجتماع الأقسام القانونية في العتبات المقدسة والمزارات الشريفة

قراءة علمية في الآثار المعرفية للسيد عبد الله شبر "قدس سره"

قسم القانونية في العتبة العسكرية المقدسة يشارك في اجتماع الأقسام القانونية في العتبات المقدسة والمزارات...

إتصل بنا

ENGLISH

بحث في العناوين     بحث في المحتوى     بحث في اسماء الكتب     بحث في اسماء المؤلفين

القرأن الكريم وعلومه
العقائد الأسلامية
الفقه الأسلامي
علم الرجال
السيرة النبوية
الاخلاق والادعية
اللغة العربية وعلومها
الأدب العربي
الأسرة والمجتمع
التاريخ
الأدارة والاقتصاد
علم الفيزياء
علم الكيمياء
علم الأحياء
الرياضيات
الزراعة
الجغرافية
القانون
الإعلام

رمز الامان : 562