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光の届く範囲を超える新しいホログラフィック手法

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本記事は、New Holographic Method Captures Object Beyond The Reach Of Light
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約1分43秒

・研究者は、自由に伝播する電子を使用して、波長の制限を超えて光がどのように動くかを確認します。

・ナノスケールの物体を捉える新しいホログラフィック手法を開発することができました。

・それは量子計算の新しい方法です。

 

ホログラムの概念は1948年に最初に発見されましたが、科学者は1960年に光源であるレーザーが発明されるまでホログラムを作成できませんでした。それ以来、ホログラフィーはディスプレイと科学画像の両方の分野で急速に拡大しました。

 

光学ホログラフィーは、現在、巨視的材料の3Dイメージングおよびセキュリティアプリケーションの一般的な方法になっています。 ただし、この方法の空間分解能は、光の波長(1マイクロメートル)によって制限されます。 したがって、より小さな(ナノスケール)オブジェクトのイメージングには使用できません。

 

最近、スイス連邦工科大学の研究者は、光が波長の限界を超えて(ナノメートルスケールで)どのように動くかを観察するのに役立つ技術を考案しました。 彼らは自由に電子を伝播できる奇妙な写真媒体を使用しました。

 

電子と光の相互作用

従来の写真とは異なり、光の位置に敏感であるため、光と自由電子の方向は重要なパラメータです。 光と相互作用した後、電子は異なるエネルギーが重ね合った状態で存在します。

 

これらの電子が別のレーザーパルスと相互作用する場合、2つの間の最小の遅延に基づいて急速に変化し、全く異なるエネルギー分布を示します。 研究者は、エネルギー分布のマップを作成して、特定の瞬間の光の位置を正確に把握します。

 

holographic technique captures nanoscale objects 自由に伝播する電子は光と相互作用し、状態を変化させます | 研究者からの提供

 

実際、研究者はこの物理的原理を使用して、空間分解能の最高になる時間でナノ構造内を伝播する光波のリアルタイムムービーを作成しました。

 

量子の計算方法

エネルギー中の電子参照ビームと電子イメージングビームを分離するために、研究者は電子と光の相互作用の量子的性質を利用しました。これにより、光パルスを使用して、電子波動関数に関するデータを暗号化することができました。 超高速透過型電子顕微鏡でデータをマッピングすることが可能です。

 

new holographic method

 

この新しい手法には2つの大きな利点があります–

⒈ 空間と時間のナノメートルとアト秒の精度で電磁界をイメージングします。

⒉ これは、自由電子の量子特性を調整するための量子コンピューティングアプリケーションに適用できます。

 

このアプローチでは、他の既存の手法よりも最高の空間解像度になります。 これまで、自由に伝播する光子を使用する顕微鏡光学機器でしか使えませんでした。

 

これは、光機器を集積回路に統合して小型化するための最初の段階です。 また、この研究はフォトニックコンピューターのナノ粒子と原子で光がどのように振る舞うかをよりよく分析できる可能性があります。

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