{Ưu điểm} – Kính hiển vi lượng tử hỗ trợ cuộc sống con người

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Queensland (Australia) đã chế tạo thành công kính hiển vi lượng tử có khả năng quan sát các cấu trúc sinh học vô cùng đặc biệt. Kính hiển vi quang học, dụng cụ thường dùng để quan sát hệ thống sinh học, sử dụng đồng thời một hoặc hai nguồn sáng khác nhau để chiếu sáng mẫu, ngoài ra nó còn phải sử dụng thêm một nguồn sáng. Thêm sức mạnh để quan sát chi tiết mẫu. Nhưng phương pháp này có một hạn chế cơ bản là độ chính xác mà nó có thể đạt được phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó – và nếu cường độ ánh sáng quá lớn, nó sẽ phá hủy các tế bào của sinh vật đang được quan sát.

Chiếc kính hiển vi lượng tử

Thuật ngữ rối lượng tử cho rằng trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau dù chúng có cách xa hàng năm ánh sáng. Ví dụ, khi tác động vào một trong hai electron có trạng thái lượng tử liên kết với nhau. Electron ở đầu kia sẽ cảm ứng được dao động này lập tức.

Warwick Bowen, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Quang học Lượng tử của Đại học Queensland nói đây. Là cảm biến rối lượng tử tốt nhất mà nhân loại đã từng phát minh ra. “Bước đột phá này sẽ mở đường cho nhiều lĩnh vực công nghệ mới. Giúp tạo ra các thiết bị định vị cũng như máy chụp cộng hưởng từ (MRI) tốt hơn”, giáo sư Bowen chia sẻ. Ông cho rằng nguyên lý rối là trung tâm của cuộc cách mạng lượng tử. Và loại cảm biến biết ứng dụng nó sẽ bỏ xa các công nghệ phi lượng tử hiện tại. Nó sẽ đem lại sự đổi mới trong công nghệ y khoa, khoa học kỹ thuật và cả giao thông.

Cao 4,57 mét và nặng 6,35 tấn, Scanning Transmission Electron Holography Microscope (STEHM) là một trong những chiếc kính hiển vi mạnh mẽ nhất thế giới, cho phép người ta quan sát được hình ảnh tại độ phân giải 1 phần 35 ngàn tỷ mét mà không cần qua xử lý. Rodney Herring, nhà nghiên cứu đang vận hành kính tại phòng thí nghiệm thuộc Đại học Victoria, Canada tự hào tuyên bố: “Đơn giản nó chỉ là một cỗ máy cực kỳ mạnh mẽ với khả năng nhìn tốt hơn mắt người 20 triệu lần”.

Thành tựu lớn lao của các nhà khoa học

Đội ngũ nghiên cứu đã vượt qua được rào cản lớn nhất của kính hiển vi. Thuật ngữ rối lượng tử cho rằng trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ. Với nhau dù chúng có cách xa hàng năm ánh sáng. Ví dụ, khi tác động vào một trong hai electron có trạng thái lượng tử liên kết với nhau, electron ở đầu kia sẽ cảm ứng được dao động này lập tức.  Chiếu sáng truyền thống: thời gian quan sát tiêu bản. “Chiếc kính hiển vi tốt nhất sẽ phải chiếu tia laser với cường độ sáng gấp hàng tỷ lần ánh sáng mặt trời để quan sát mẫu vật. Những vật chất sinh học thông thường như tế bào con người; chỉ cầm cự được một thời gian ngắn dưới ánh sáng như vậy.

Và đây là một trở ngại rất lớn”, giáo sư Bowen cho biết. Phát triển bởi hãng công nghệ cao Hitachi Canada. STEHM sẽ ghi lại hình ảnh bằng các electron với bước sóng bằng 10^-5 so với ánh sáng. Trong khi đó, Herring cho biết rằng kính thiên văn không thể áp dụng cách làm này. Bởi các electron từ những nơi rất xa, sẽ bị làm chệch hướng hoặc hấp thu trước khi tới Trái Đất: “Các electron không tới được chúng ta nhưng ánh sáng thì được. Đây là một trong những lý do khiến chúng ta; nhìn những thứ nhỏ dễ hơn là quan sát những thứ to”.

Giúp việc quan sát rõ hơn 35%

Theo ông, công nghệ rối lượng tử sẽ khiến việc quan sát rõ hơn 35%. Mà không làm ảnh hưởng đến mẫu vật. Đồng thời, ta sẽ có thể thấy những cấu trúc sinh học bé đến mức không tưởng. Ông Bowen cũng cho rằng kính hiển vi lượng tử sẽ hoàn thiện bộ ba khả năng. Mà khoa học lượng tử hứa hẹn, gồm tính toán, truyền dữ liệu và ghi nhận hình ảnh. “Khoa học lượng tử mở ra một chương mới cho hàng loạt phát kiến công nghệ”, Giáo sư đại học Queensland nhận định.