Laserstråler kan bruges til nøjagtigt at måle et objekts position eller hastighed. Men for dette er det sædvanligt
Forskere fra Utrecht University og TU Wienvar i stand til at opnå målinger af en given nøjagtighed selv under så vanskelige forhold. De modificerede specifikt laserstrålen, så den leverede den ønskede information i et uordnet miljø.
"Den maksimalt mulige målenøjagtighed eret centralt element i al naturvidenskab,” siger Stefan Rotter fra TU Wien. "For eksempel i det enorme LIGO-anlæg, som bruges til at detektere gravitationsbølger, sendes laserstråler til et spejl, og ændringer i afstanden mellem laseren og spejlet måles med ekstrem præcision."
Det fungerer kun så godt, fordi laserstrålen passerer gennem et ultrahøjt vakuum.
”Men lad os forestille os et glaspanel, ikkeperfekt gennemsigtig, men ru og upoleret som et vindue i et badeværelse, ”fortsætter Allard Mosk fra Utrecht Universitet. ”Lys passerer naturligvis, men bryder. Lysbølger skifter og spreder sig, så vi kan ikke nøjagtigt se objektet på den anden side af vinduet med det blotte øje. " En lignende situation opstår, når det er nødvendigt at undersøge små objekter inde i biologisk væv: et uordnet miljø interfererer med lysstrålen. Derefter bliver en simpel, regelmæssig, lige laserstråle til en kompleks bølgestruktur, der afbøjer i alle retninger.
Men hvis du ved præcis, hvad det forstyrrende miljø gør medlysstråle, kan situationen ændres ved at skabe et komplekst bølgemønster i stedet for en simpel direkte laserstråle, der omdannes til nøjagtigt den ønskede form. på grund af optøjer og stød nøjagtigt, hvor det bedste resultat skal opnås. ”For at opnå dette behøver du ikke engang at vide nøjagtigt, hvad disse overtrædelser er,” forklarer Dorian Boucher, undersøgelsens første forfatter. "Det er nok først at sende en række testbølger gennem systemet for at undersøge, hvordan de ændres af systemet."
Metoden blev bekræftet eksperimentelt iUtrecht University: laserstråler blev ledet gennem et uordnet medium i form af en overskyet plade. Forskerne beregnede derefter de optimale bølger til at analysere objektet uden for pladen - dette blev gjort med nanometerpræcision.
Forskere var i stand til at vise, at metoden ikke kun erfungerer, men det er også optimalt i fysisk forstand: ”Nøjagtigheden af vores metode er kun begrænset af den såkaldte kvantestøj,” forklarer Allard Mosk. "Denne støj kommer fra det faktum, at lys er lavet af fotoner - der kan ikke gøres noget ved det."
Se også:
Saturns måne Titan ligner bemærkelsesværdigt Jorden. Hvilke planer har menneskeheden for det?
Et stort antal gråhvaler begynder at sulte og dø i Stillehavet
En tredjedel af dem, der er kommet sig efter COVID-19, vender tilbage til hospitalet. Hver ottende - dør