纠缠光的“幽灵般”光芒现在比以往任何时候都能更好地揭示隐藏的物体:

鬼成像是一套复杂且非常有用的技术,科学家们利用这些技术以惊人的高分辨率拍摄光敏物体。

通过混合使用量子和经典现象来提取视觉信息仅从一对纠缠光子中的一个,该方法就可以捕获图像,其中高能光线或辐射有可能损坏感兴趣的材料。

一项新研究揭示了一种无需添加太多东西即可改善重影成像的方法其成本或复杂性。简单来说,这意味着这些技术将能够从更多物体上捕获更多细节。

在量子纠缠中,未观察到的成对或成组的粒子在以某种方式相互作用后被分离。在这种未被观察到的状态下,它们各自的特性是概率的迷雾,尚未通过测量确定。

不过,无论它们的命运如何,最终的测量结果将与粒子 t 的测量结果相关联他们过去见过面。

在鬼成像中,那些未被观察到的粒子是光子。在被一个简单的检测器捕获之前,一个被发送来与对象交互。第二个光子以不同的方式发送,以进行详细检查和测量。

虽然它在其旅程中实际上什么都没看到,但第二个光子的状态可以提供关于其合作伙伴体验的惊人数量的细节。

“我们会将其中一个纠缠光子发送到我们想在黑暗中观察的物体,通过观察留在我们身边的光子,我们可以在黑暗中看到物体的特性”,来自南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学的量子物理学家 Bereneice Sephton 说。

到目前为止非常聪明。但是,Sephton 和她的同事们能够做的是通过改变光子在检测过程中与其环境相互作用的方式来增强这种方法。

这些改变会影响每个粒子的 pro 分布可能性,或所谓的相位,提供了一个新的信息层,可用于推断更多关于其中一个遇到的对象的大小、形状和其他属性。

通过挤出一个关于他们的阶段的更多细节,研究人员可以提高幽灵成像相机的分辨率。

这项研究令人印象深刻的是,它并不是对以前的幽灵成像方式的巨大改造——相反,它认识到一些以前隐藏的鬼成像“副作用”在这个过程中可能会有用。

Ghost image新的重影成像技术提高了细节和分辨率。(Sephton et al., Optica, 2023)

“我们发现信息一直隐藏在该技术中,稍加调整就可以让您看到非常丰富和清晰的图像有趣的特征,”Bereneice Sephton 说。

在更大的范围内,激光干涉引力波天文台 (LIGO) 通过相位信息检测到引力波。这些波是间接的,而不是直接的,

科学家们能够检验他们的想法,并证明这种增强版的重影成像确实是可能的:他们从实际实验中获得的结果与他们的理论估计非常吻合。

最终,它应该让使用鬼成像的科学家在处理过程的方式上更加灵活,最终结果更加详细,并使捕获某些类型的物体变得更加容易。

“我们希望这可以用于,除其他外,想象g 敏感的生物样本来查看特征和特性,如果没有它,则需要更复杂或更昂贵的手段,”Sephton 说。

该研究已发表在 Optica 上。

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