A kvantumos kísértetkép-alkotás csak napfénnyel – lenyűgöző áttörés

Napfény mint új szuperforrás

A közelmúltban kiderült, hogy már részben koherens fény is alkalmas az úgynevezett spontán parametrikus lefelé konverzió (SPDC) kiváltására, ami felvetette a kérdést: vajon maga a Nap fénye is használható-e összefonódott fotonok előállítására? Ez hatalmas előny lenne, mert nem kell hozzá elektromos áram, bonyolult laborberendezés vagy sok energia, így akár távoli helyeken vagy az űrben is működhetne.

Napot követő kísérleti rendszer

Kínai kutatók felszereltek egy mozgó napkövetőt, amely folyamatosan a Napra irányít. Az automatikus rendszer a napfény irányát követve vezeti a fényt egy 20 méteres optikai szálon át egy elsötétített laborba, ahol egy speciális kristály (PPKTP) található. Itt történik meg a fotonpárok létrehozása, kizárólag természetes napfényből.

Kísértetképalkotás napfénnyel

A vizsgálatok során sikerült olyan kvantumos kísértetképalkotást elérni, amellyel a fotonpárok térbeli összefüggéseit kihasználva lehet képet alkotni anélkül, hogy a tárgyat közvetlenül megvilágítanák. A rendszer 90,7%-os képélességet produkált, ami majdnem eléri a referencia, 405 nm-es lézer 95,5%-os eredményét. A tesztekben az egyszerű képeken túl sikerült bonyolultabb, kétdimenziós mintázatot, úgynevezett „kísértetarcot” is rekonstruálni.

Mindez azonban még csak a kezdet

A napfény széles spektruma támogatja a nemlineáris kristályban a fotonpárok létrehozását, ráadásul hosszabb mérési időkkel jelentősen javítható a képminőség. Az új technika teljességgel passzív, nincs szükség hozzá sem elektromos energiaforrásra, sem precíz lézerekre. A kutatók szerint a módszer forradalmasíthatja a kvantumképalkotást, főleg távoli, energiahiányos vagy űrbéli alkalmazásokban. A következő lépésként a napfénygyűjtés, a kristálytervezés, illetve a mesterséges intelligencián alapuló képfeldolgozási technikák tovább javíthatják a képalkotás minőségét és gyorsaságát.

2026, adrienne, www.sciencedaily.com alapján