الاخبار

اخبار الساحة الاسلامية
أخبار العلوم و التكنولوجيا
الاخبار الصحية
الاخبار الاقتصادية

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

03:00 PM

22 / 2 / 2021

778

    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 .. قيمةُ كُلِّ امرئٍ ما يُحسِنُهُ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. ) الْبُخْلُ عَارٌ، وَالْجُبْنُ مَنْقَصَةٌ، وَالفَقْرُ يُخْرِسُ الْفَطِنَ عَنْ حُجَّتِهِ، وَالْمُقِلُّ غَرِيبٌ فِي بَلْدَتِهِ، وَالْعَجْزُ آفَةٌ، وَالصَّبْرُ شَجَاعَةٌ، وَالزُّهْدُ ثَرْوَةٌ، وَالْوَرَعُ جُنَّةٌ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار - صاحِبُ السُّلطانِ كَراكبِ الأسدِ يُغبَطُ بموقعِهِ وهو أعلمُ بموضعِهِ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عَجِبْتُ لِلْمُتَكَبِّرِ الَّذِي كَانَ بِالْأَمْسِ نُطْفَةً، وَيَكُونُ غَداً جِيفَةً

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. عَجِبْتُ لِـمَن يقنطُ ومعَهُ الاستغفارُ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. طُوبى لـِمَن ذَلَّ في نفسِهِ، وطابَ كسبُهُ، وصَلُحَتْ سريرتُهُ، وحَسُنَتْ خليقَتُهُ، وأنفقَ الفضلَ مِن مالِهِ، وأمسكَ الفضلَ مِن لسانِهِ، وعزَلَ عنِ الناسِ شرَّهُ، ووسِعَتْهُ السُّنةُ، ولم يُنسبْ إلى البِدْعةِ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. طُوبى لـِمَن ذكرَ المَعَادَ، وعَمِلَ للحِسابِ، وقَنِعَ بالكفافِ، ورَضِيَ عَنِ اللهِ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. العِلمُ عِلمانِ: مطبوعٌ ومَسموعٌ، ولا ينفَعُ المسموعُ إذا لم يكُنِ المطبوعُ

ثِـــــــمَارُ الأَسفَـــــــــار .. (الصَّدقةُ دواءٌ مُنجِحٌ، وأعمالُ العبادِ في عاجِلِهم نُصبُ أعيُنِهِم في آجلِهِم)

قال تعالى (إِنَّ الَّذِينَ كَفَرُوا وَيَصُدُّونَ عَن سَبِيلِ اللَّهِ وَالْمَسْجِدِ الْحَرَامِ)

الإسم الحسن من حقوق الأبناء على الآباء

قصّة وعِبرة..كرم الإمام الحسين وبركات عطائه

قصّة وعِبرة : يحيى البرمكي وتقلّب الدهر من حالٍ الى حال

رأي الشيخ محمد العربي التبّاني في نهج البلاغة

قال تعالى (وَالَّذِينَ كَسَبُوا السَّيِّئَاتِ جَزَاءُ سَيِّئَةٍ بِمِثْلِهَا وَتَرْهَقُهُمْ ذِلَّةٌ ۖ مَّا لَهُم مِّنَ اللَّهِ مِنْ عَاصِمٍ)

الغضب جمرة

لا تستعجلِ الحُكمَ على الآخرين

لأجلِ حياةٍ طيّبةٍ

استثمار الإمكانيات الشخصيّة

أصلِحْ بينَ والديكَ المتخاصِمَين

ما بَالنا نــــــــــــكرهُ الموتَ؟

كيفَ تُحقِّقُ طُموحاتِكَ؟

هَل تعتذِرُ لزَوجَتِكَ؟

ماذا تعرفينَ عَن أهميّةِ الرَّضاعَةِ وأجرِها؟

شروطُ النّجاحِ الوَظيفيّ

طِفلُكَ ما بينَ أصدقاءِ الواقِعِ والعالمِ الرقميّ

السَّفَرُ يمنَحُكَ خمسَ فَوائد

قسم الشؤون الدينية في العتبة العلوية يستضيف وفدا نسويا من محافظة ذي قار

حرم الامامين العسكريين عليهما السلام يتزين بطقم سجاد جديد

توهج الشمس قد يؤدي إلى توقف الإنترنت

الموجات فوق الصوتية تعزز الخصائص المعدنية المضادة للبكتيريا

ناسا تطلق مهمة غير مسبوقة لإنقاذ الأرض

هل الطاقة النووية نظيفة ؟.. إليكم هذه الحقائق!

علماء آثار يكتشفون بالمغرب حليّاً تعد الأقدم في تاريخ البشرية

جسيم كامو أوليوا .. هل أصبح للأرض قمر جديد ؟

علماء الفلك ربما اكتشفوا وجود الحلقة المفقودة لثقب أسود نادر لدى أقرب جيراننا

نقص حاد في فيتامين شائع وهام يزيد من خطر الإصابة بسرطان البروستات!

ما سبب القلق المتزايد من متحور كورونا الجديد؟

ماذا نعرف عن متحورأوميكرون الذي يثير مخاوف عالمية؟

شديد الخطورة أم سيمر ببساطة؟ ما يقوله علماء ألمان عن متحور أوميكرون

طبيبة روسية لأمراض الأعصاب تتحدث عن علاقة كوفيد بالشخير

علامة تحذيرية لسرطان خطير كأن بها حياء تظهر في الظلام قبل التشخيص بسنوات!

اكتشاف في القلب يبدو أنه يمثل أهمية كبيرة لحياتنا!

ماذا يحدث للجسم عند تناول البذور؟

خبيرة تغذية تحذر من خطورة اللوز

وزيرُ الزراعة يشيدُ بمنتجات شركة خير الجود الزراعيّة ودورها في النهوض بالواقع الزراعيّ

مؤشّرُ (Nature Index) يضع جامعةَ العميد في المرتبة الرابعة على مستوى العراق لعام 2021

العتبة العلوية المقدسة تعيد ترميم مصحف يعود تاريخه الى القرن الثاني عشر الهجري

كشافة العراق يتشرفون بزيارة مرقد أمير المؤمنين (عليه السلام)

بالصور: انها بركات الامام الحسين (ع) ورعاية المرجعية.. مستشفيات متطورة لإجراء (عمليات قسطرة) و(علاج السرطان) لجميع العراقيين (مجانا)

بمشاركة (15) محافظة عراقية.. العتبة الحسينية تستعد لإقامة ورشة في الإخراج المسرحي للأطفال وعرض أعمالهم في محافظاتهم

استعدادات لوجستية مكثفة لإقامة معرض الكتاب الدوليّ السابع

وفد العتبة الكاظمية المقدسة يلبّي دعوة حضور بيت الحكمة

مركز تراث سامراء يصدر كتاب حاشية كتاب المكاسب الجزء الثاني

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 : 2016