Logotipo do Site Inovação Tecnológica





Nanotecnologia

Microscópio quântico mostra detalhes nunca vistos em células vivas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/06/2021

Microscópio quântico mostra detalhes nunca vistos em células vivas
Impressão artística e protótipo do microscópio quântico.
[Imagem: University of Queensland]

Vendo o invisível

Pesquisadores australianos descobriram como aproveitar um fenômeno central na computação quântica para tornar um microscópio capaz de revelar estruturas biológicas impossíveis de ver até agora.

Segundo a equipe, esse novo "microscópio quântico" deverá ter impacto muito além da microscopia e da biotecnologia, uma vez que a técnica que ele emprega poderá ser usada em áreas tão diferentes quanto a navegação e os exames médicos.

"Este avanço vai desencadear todos os tipos de novas tecnologias - de melhores sistemas de navegação a melhores máquinas de ressonância magnética, o que você quiser. Acredita-se que o entrelaçamento estará no cerne de uma revolução quântica. Finalmente demonstramos que os sensores que o utilizam podem substituir a tecnologia não-quântica existente," disse o professor Warwick Bowen, da Universidade de Queensland, cuja equipe vem trabalhando com sensores quânticos há alguns anos.

Microscópio quântico

O entrelaçamento (ou emaranhamento) é o fenômeno quântico pelo qual duas partículas podem se tornar intrinsecamente unidas, de uma forma que tudo o que acontecer a uma afetará imediatamente a outra, não importa a distância em que sejam separadas.

A resolução dos microscópios ópticos atuais é limitada pelo comprimento de onda da luz visível e pela natureza aleatória dos fótons, que chegam aos borbotões na amostra a ser observada, de onde são espalhados em todas as direções, o que introduz um forte "ruído" que restringe a sensibilidade, a resolução e a velocidade de obtenção das imagens.

Os engenheiros têm lidado com isso aumentando a intensidade da luz, mas essa nem sempre é uma boa solução. "Os melhores microscópios ópticos usam lasers brilhantes que são bilhões de vezes mais brilhantes do que o Sol," explica o professor Bowen. "Sistemas biológicos frágeis, como uma célula humana, podem sobreviver apenas por um curto período de tempo e este é um grande obstáculo."

A equipe superou este problema entrelaçando fótons, enviando apenas alguns deles em direção à amostra e, então, sem precisar esperar que eles retornem, medindo as alterações nos seus pares entrelaçados, que nunca chegaram a incidir sobre a amostra.

"O entrelaçamento quântico em nosso microscópio fornece 35% mais limpidez sem destruir a célula, permitindo que vejamos estruturas biológicas minúsculas que de outra forma seriam invisíveis. Os benefícios são óbvios - desde uma melhor compreensão dos sistemas vivos, até tecnologias de diagnóstico médico aprimoradas," disse Bowen.

Bibliografia:

Artigo: Quantum-enhanced nonlinear microscopy
Autores: Catxere A. Casacio, Lars S. Madsen, Alex Terrasson, Muhammad Waleed, Kai Barnscheidt, Boris Hage, Michael A. Taylor, Warwick P. Bowen
Revista: Nature Physics
Vol.: 594, pages 201-206
DOI: 10.1038/s41586-021-03528-w
Seguir Site Inovação Tecnológica no Google Notícias





Outras notícias sobre:
  • Microscópios
  • Computação Quântica
  • Fotônica
  • Miniaturização

Mais tópicos