Associazione Alzheimer ONLUS

Ricerche

La rivoluzione della fisica quantistica nelle scansioni: funzionerà anche per il cervello?

La rivoluzione della fisica quantistica nelle scansioni: anche per il cervello?Una nuova tecnica di imaging quantistica genera immagini con fotoni che non hanno mai toccato l'oggetto; in questo caso lo schizzo di un gatto. Questo allude al famoso paradosso del gatto di Schrödinger, per cui si dice che un gatto dentro una scatola chiusa è allo stesso tempo vivo e morto finché non ci sono informazioni fuori della scatola che escludono un'opzione o l'altra. Allo stesso modo, la nuova tecnica di imaging si basa sulla mancanza di informazioni riguardo dove vengono creati i fotoni e quale percorso seguono. (Foto: Copyright Patricia Enigl, IQOQI)I ricercatori dell'«Institute for Quantum Optics and Quantum Information» (IQOQI), del «Vienna Center for Quantum Science and Technology» (VCQ) e dell'Università di Vienna, hanno sviluppato una tecnica di imaging quantistico radicalmente nuova con caratteristiche sorprendentemente controintuitive.


Hanno ottenuto per la prima volta un'immagine senza mai rilevare la luce usata per illuminare l'oggetto ripreso, mentre la luce che rivela l'immagine non tocca mai l'oggetto ripreso.


In generale, per ottenere un'immagine di un oggetto, si deve illuminarlo con un fascio di luce e usare una telecamera per rilevare la luce che è dispersa o trasmessa attraverso l'oggetto. Il tipo di luce usata per far brillare l'oggetto dipende dalle proprietà che si vorrebbero vedere. Purtroppo, in molte situazioni pratiche il tipo di luce ideale per l'illuminazione dell'oggetto è tale per il quale non esistono telecamere.


L'esperimento pubblicato su Nature di questa settimana rompe per la prima volta questa limitazione apparentemente insormontabile. L'oggetto (ad esempio, il contorno di un gatto) è illuminato con una luce che rimane invisibile. Inoltre, la luce che forma l'immagine del gatto sulla fotocamera non interagisce con esso.


Per realizzare il loro esperimento, gli scienziati usano coppie di fotoni cosiddetti «entangled» [ingarbugliati, aggrovigliati]. Queste coppie di fotoni - che sono come gemelli interconnessi - si creano quando un laser interagisce con un cristallo non lineare. Nell'esperimento, il laser illumina due cristalli separati, creando una coppia di fotoni singoli (costituiti da un fotone a infrarossi e un fotone «fratello» rosso) in ogni cristallo. L'oggetto è posto tra i due cristalli. La disposizione è tale che se una coppia di fotoni viene creata nel primo cristallo, solo il fotone infrarosso passa attraverso l'oggetto visualizzato. Il suo percorso passa poi attraverso il secondo cristallo dove si combina perfettamente con tutti i fotoni infrarossi che potrebbero essere creati lì.


Con questo passaggio cruciale, non c'è ora, in linea di principio, alcuna possibilità di scoprire quale cristallo ha effettivamente creato la coppia di fotoni. Inoltre, non c'è ora alcuna informazione nel fotone infrarosso sull'oggetto. Tuttavia, a causa delle correlazioni quantistiche delle coppie «entangled», le informazioni circa l'oggetto sono ora contenute nei fotoni rossi, anche se non hanno mai toccato l'oggetto. Riunendo entrambi i percorsi dei fotoni rossi (del primo e del secondo cristallo) si crea uno schema di chiari e scuri, che formano l'immagine esatta dell'oggetto.


E' sbalorditivo che tutti i fotoni infrarossi (l'unica luce che illumina l'oggetto) siano scartati; l'immagine è ottenuta solo rilevando i fotoni rossi che non hanno interagito con l'oggetto. La telecamera usata nell'esperimento è pure cieca ai fotoni infrarossi che hanno interagito con l'oggetto. In effetti sono essenzialmente mancanti sul mercato commerciale delle telecamere a luce infrarossa molto bassa.


I ricercatori sono convinti che il loro nuovo concetto di scansione sia molto versatile e potrebbe anche consentire di visualizzare l'importante regione del medio infrarosso. E potrebbe trovare applicazione nei casi in cui è fondamentale la scarsa illuminazione, in settori come l'imaging biologico o medico.

 

 

 

 

 


Fonte:  University of Vienna via EurekAlert!  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Gabriela Barreto Lemos, Victoria Borish, Garrett D. Cole, Sven Ramelow, Radek Lapkiewicz, Anton Zeilinger. Quantum imaging with undetected photons. Nature, 2014; 512 (7515): 409 DOI: 10.1038/nature13586

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non dipende da, nè impegna l'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X. I siti terzi raggiungibili da eventuali links contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.

Sostieni l'Associazione; una donazione, anche minima, ci aiuterà ad assistere malati e famiglie e continuare ad informarti. Clicca qui a destra:

 


 

 

Informazione pubblicitaria

Notizie da non perdere

L'impatto del sonno su cognizione, memoria e demenza

2.03.2023

Riduci i disturbi del sonno per aiutare a prevenire il deterioramento del pensiero.

10 Consigli dei neurologi per ridurre il tuo rischio di demenza

28.02.2023

La demenza colpisce milioni di persone in tutto il mondo, quasi un over-65 su 10. Nonost...

Orienteering: un modo per addestrare il cervello e contrastare il declino cogn…

27.01.2023

Lo sport dell'orienteering (orientamento), che attinge dall'atletica, dalle cap...

Effetti della carenza di colina sulla salute neurologica e dell'intero si…

23.01.2023

Assorbire colina a sufficienza dall'alimentazione è cruciale per proteggere il corpo e il cervello ...

Scoperta ulteriore 'barriera' anatomica che difende e monitora il ce…

11.01.2023

Dalla complessità delle reti neurali, alle funzioni e strutture biologiche di base, il ...

L'invecchiamento è guidato da geni sbilanciati

21.12.2022

Il meccanismo appena scoperto è presente in vari tipi di animali, compresi gli esseri umani.

Goccioline liquide dense come computer cellulari: nuova teoria sulla causa del…

22.09.2022

Un campo emergente è capire come gruppi di molecole si condensano insieme all'interno d...

'Ingorgo' di proteine nei neuroni legato alla neurodegenerazione

12.09.2022

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'EPFL rivela che un complesso proteico malfunzionante pu...

Scoperto un fattore importante che contribuisce all'Alzheimer

22.08.2022

Una ricerca guidata dai dott. Yuhai Zhao e Walter Lukiw della Luisiana State University ...

Dare un senso alla relazione obesità-demenza

2.08.2022

Questo articolo farà capire al lettore perché l'obesità a volte può aumentare il ris...

Svolta per l'Alzheimer? Confermato collegamento genetico con i disturbi i…

26.07.2022

Uno studio eseguito in Australia alla Edith Cowan University (ECU) ha confermato il legame tra Alzhe...

Studio rivela dove vengono memorizzati i frammenti di memoria

22.07.2022

Un momento indimenticabile in un ristorante può non essere esclusivamente il cibo. Gli ...

A 18 come a 80 anni, lo stile di vita è più importante dell'età per il…

22.07.2022

Gli individui senza fattori di rischio per la demenza, come fumo, diabete o perdita dell...

Le donne possono vivere meglio con una dieta migliore

22.07.2022

Mangiare frutta e verdura di colori più brillanti può aiutare i problemi di salute delle donne. <...

Il ciclo dell'urea astrocitica nel cervello controlla la lesione della me…

30.06.2022

Nuove scoperte rivelano che il ciclo dell'urea negli astrociti lega l'accumulo di amiloide-beta e la...

Aumentano le evidenze di origini alternative delle placche di Alzheimer

13.06.2022

I risultati di uno studio potrebbero spiegare perché i farmaci progettati per rimuovere i depositi ...

La scoperta del punto di svolta nell'Alzheimer può migliorare i test di …

20.05.2022

 Intervista al neurologo William Seeley della Università della California di San Francisco

Perché il diabete tipo 2 è un rischio importante per lo sviluppo dell'A…

24.03.2022

Uno studio dell'Università di Osaka suggerisce un possibile meccanismo che collega il diabete all'A...

Identificazione dei primi segnali dell'Alzheimer

7.03.2022

Un team multidisciplinare di ricerca, composto da ricercatori del progetto ARAMIS, dell...

Nuovo metodo di selezione farmaci spiega perché quelli di Alzheimer falliscon…

31.01.2022

Analizzando i meccanismi di malattia nei neuroni umani, dei ricercatori dell'Università de...
We use cookies

Utilizziamo i cookie sul nostro sito Web. Alcuni di essi sono essenziali per il funzionamento del sito, mentre altri ci aiutano a migliorare questo sito e l'esperienza dell'utente (cookie di tracciamento). Puoi decidere tu stesso se consentire o meno i cookie. Ti preghiamo di notare che se li rifiuti, potresti non essere in grado di utilizzare tutte le funzionalità del sito.