Mikroskop har vissa naturliga begränsningar. En av dessa är att fotoner uppvisar slumpmässighet, vilket leder till brus i mikroskopbilderna då fotonerna når det som studeras olika fort.

Dagens mikroskop använder laserstrålar med en enorm intensitet för att lösa problemet och se till så att objektet som studeras duschas med en stor mängd ljus.

Men den kraftfulla strålen förstör vanligtvis molekylen eller cellen som studeras efter ett tag, och detta är en hinder i studiet av små små ting.

Men nu har ett genombrott gjorts av forskare vid University of Queensland och University of Rostock, i Tyskland. Istället för att använda en ljusstråle med mycket hög intensitet använde de kvantsammanflätade fotoner.

Detta är inte det första experimentet med kvantsammanflätade fotoner i ett mikroskop, men forskarteamet har lyckats skapa ett mikroskop som ger 30 procent bättre resultat än något modernt mikroskop. Detta mäts genom det som kallas för signal-brusförhållandet. Alltså förhållandet mellan det som är brus, och det ger värdefull data.

Kvantsammanflätningen minskar brus

Forskarna använde tekniken bakom RSM, Raman Scattering Microscopes, och förbättrade den genom att göra ljuset kvantsammanflätat. Ett RSM-mikroskop fungerar som så att det skickar ljus mot det studerade objektet och sedan mäts frekvensen på det ljus som objektet skickar tillbaka. Sedan räknas skillnaden ut mellan den ursprungliga frekvenser och de fotoner med lägre frekvens. Denna information talar om vad det är för molekyl som studeras.

Nyckeln bakom framgången med det nya mikroskopet var INTE att använda ljus med låg intensitet, vilket vanligtvis används när man försöker använda kvantsammanflätning på grund av det är ett känsligt stadie. Istället att användes det som kallas "hoppressat ljus".

Kvantsammanflätningen ger exakt information om när den andra partikeln kommer fram till det studerade objektet, och där med minskar bruset i bilderna. Kvantsammanflätning är en egenskap hos partiklar som innebär att de på något sätt skickar information till varandra när de mäts och i vilka dimensioner, snabbare än ljusets hastighet. Och de anpassar sig till varandra.

– Detta öppnar dörren för några omfattande tekniska revolutioner, säger professor Warwick Bowen, en av forskarna bakom upptäckten i ett pressmeddelande.