Исследователи из Sandia National Laboratories разработали новый метод цветной гиперспектральной рентгеновской визуализации с использованием мультиметаллических мишеней (CHXI MMT). Этот метод позволяет лучше идентифицировать материалы и дефекты.
Команда учёных использовала крошечные образцы различных металлов, таких как вольфрам, молибден, золото, самарий и серебро. Они обнаружили, что могут достичь более высокого разрешения и чёткости изображений, уменьшив размер фокальной точки рентгеновского излучения.
Для понимания концепции необходимо знать основы создания рентгеновских лучей. Традиционные рентгеновские лучи генерируются путём бомбардировки одиночной металлической мишени (анода) электронами высокой энергии. Эти рентгеновские лучи направляются в луч и направляются на объект или материал. Более плотные ткани, такие как кости, поглощают больше рентгеновских лучей, в то время как менее плотные ткани, такие как мышцы и органы, пропускают больше лучей. Детектор фиксирует паттерн, создавая изображение.
Хотя рентгеновская технология со временем совершенствовалась, основная концепция остаётся прежней, что ограничивает разрешение и чёткость. Команда из Sandia поставила перед собой задачу решить эту проблему, сделав рентгеновскую фокусную точку меньше. Чем меньше пятно, тем резче изображение.
Новый подход
Команда решила пойти дальше и усовершенствовала концепцию. «Мы выбрали разные металлы для каждой точки», — сказал Совинец. «Каждый металл излучает определённый «цвет» рентгеновского излучения. Когда в сочетании с детектором, различающим энергию, мы можем подсчитывать отдельные фотоны, которые предоставляют информацию о плотности, и измерять энергию каждого фотона. Это позволяет нам характеризовать элементы образца».
Результатом стали цветные изображения с революционной чёткостью и более глубоким пониманием состава объекта. «Мы получаем более точное представление о форме и определении этого объекта, что позволит нам проводить беспрецедентные измерения и наблюдения», — сказал Хименес.
Команда рассматривает это как значительный шаг вперёд для рентгеновской технологии с широким спектром применения: от обеспечения безопасности в аэропортах и контроля качества до неразрушающего контроля и передового производства. Они также надеются, что это улучшит медицинскую диагностику.
Изменение представлений о столкновениях атомных ядер
Этим летом Большой адронный коллайдер (LHC) сделал глоток свежего воздуха. Обычно заполненный пучками протонов, 27-километровый туннель был переконфигурирован для проведения первых столкновений кислород–кислород и неон–неон. Первые результаты новых данных, записанных в течение шести дней экспериментами ALICE, ATLAS, CMS и LHCb, были представлены на конференции Initial Stages, состоявшейся в Тайбэе, Тайвань, 7–12 сентября.
Столкновение атомных ядер позволяет физикам изучать кварк-глюонную плазму (QGP), экстремальное состояние материи, которое имитирует условия Вселенной в первые микросекунды, до формирования атомов. До сих пор исследование этого горячего и плотного состояния свободных частиц в LHC основывалось на столкновениях тяжёлых ионов (таких как свинец или ксенон), которые максимизируют размер создаваемой капли плазмы.
Столкновения более лёгких ионов, таких как кислород, открывают новое окно в QGP, чтобы лучше понять его характеристики и эволюцию. Они не только меньше свинца или ксенона, что позволяет лучше исследовать минимальный размер ядер, необходимых для создания QGP, но и имеют менее правильную форму. Ядро неона, например, имеет форму, напоминающую кеглю для боулинга — картину, которая теперь стала более чёткой благодаря новым результатам LHC.
Эксперименты были сосредоточены на измерениях тонких закономерностей в углах и направлениях частиц, вылетающих наружу по мере расширения и охлаждения капли QGP, которые вызваны небольшими искажениями в исходной зоне столкновения. Примечательно, что эти «потоковые» паттерны можно описать с помощью тех же расчётов гидродинамики, которые используются для моделирования повседневных жидкостей, что позволяет исследователям исследовать как свойства QGP, так и геометрию сталкивающихся ядер. Точные модельные предсказания позволяют более точно исследовать поток в столкновениях кислород–кислород и неон–неон, чем в столкновениях протон–протон и протон–свинец.
Прорыв в квантовых технологиях
Команда учёных из лаборатории квантовых технологий Simon Fraser University и ведущей канадской квантовой компании Photonic Inc. создала новый тип квантового устройства на основе кремния, управляемого как оптически, так и электрически, что стало последним прорывом в глобальной гонке за квантовые вычисления.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Photonics, раскрывает новые диодные нанополостные устройства для электрического управления кремниевыми кубитами с цветными центрами. Устройства впервые продемонстрировали возможность электрического ввода одиночного источника фотонов в кремнии. Прорыв преодолевает ещё одно препятствие на пути к созданию квантового компьютера, который имеет огромный потенциал для обеспечения вычислительной мощности, превосходящей возможности современных суперкомпьютеров, и продвижения таких областей, как химия, материаловедение, медицина и кибербезопасность.
«Ранее мы управляли этими кубитами, называемыми T-центрами, оптически (с помощью лазеров)», — говорит Даниэль Хиггинботтом, доцент кафедры физики. «Теперь мы также внедряем электрическое управление, что увеличивает возможности устройства и является шагом к применению в масштабируемом квантовом компьютере».
Согласно кандидату наук Майклу Добинсону, ведущему автору исследования, прорыв позволит исследовательской группе изучить различные применения устройств и возможность их масштабирования в более крупных квантовых процессорах. «Эта первая демонстрация показывает, что мы можем изготавливать устройства, которые позволяют одновременно оптически и электрически управлять T-центрами. Это интересно, поскольку открывает двери для многих приложений в квантовых вычислениях и сетях», — говорит Добинсон. «В целом, оптическая и электрическая работа в сочетании с кремниевой платформой делает это устройство очень масштабируемым и широко применимым».
airport security and quality control to nondestructive testing and advanced manufacturing.”,”They also hope its impact will improve medical diagnostics.”,”\”With this technology, you can see even slight differences between materials,\” Jimenez said. \”We hope this will help better identify things like cancer and more effectively analyze tumor cells. In mammography you are trying to catch something before it grows. In breast tissue, it’s hard to identify the different dots, but with colorization you have a sharper beam and higher resolution image that increases the system’s capability to detect a microcalcification. It’s really exciting to be a part of that.\””,”\”From here we will continue to innovate,\” Collins said. \”We hope to identify threats faster, diagnose diseases quicker and hopefully create a safer, healthier world.\””,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tSandia National Laboratories\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t”,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Optics\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник