Science

Pour la première fois, des scientifiques créent un hologramme en utilisant la mécanique quantique

Par Pierre, le 10 février 2021 — applications, film — 4 minutes de lecture
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Grâce à une nouvelle technique, des physiciens de l’Université de Glasgow, en Écosse, ont pu pour la première fois enregistrer des informations sur un hologramme en utilisant la mécanique quantique. Cela pourrait entraîner une mise à niveau significative de l’holographie, à des fins de divertissement ou d’applications plus sérieuses, telles que l’imagerie médicale.

Les hologrammes sont quelque chose que les gens voient tous les jours. En termes simples, ils sont fabriqués en manipulant la lumière pour produire une représentation bidimensionnelle d’une image tridimensionnelle.

Ils sont utilisés à des fins de sécurité dans les billets de banque, les cartes bancaires et les passeports, mais leurs applications varient considérablement, de l’art et du divertissement à la navigation et aux images médicales. Les utilisations potentielles sont également intéressantes. Un qui est à l’étude est le stockage de données sur des supports holographiques, qui pourrait être la prochaine «grande chose» en matière de stockage de données à haute capacité.

Cependant, «l’holographie classique […] il a des limites, telles que l’interférence de sources lumineuses indésirables et une forte sensibilité à l’instabilité mécanique », a déclaré le physicien Hugo Defienne, de l’Université de Glasgow, en Écosse.

« Le processus que nous avons développé nous libère de ces limitations de cohérence classique et introduit l’holographie dans le règne quantique », a-t-il déclaré. L’utilisation de photons intriqués offre de nouvelles façons de créer des hologrammes plus nets et plus détaillés, qui ouvrent de nouvelles possibilités d’applications pratiques.

Pour créer un hologramme traditionnel, un faisceau laser est divisé en deux. Une partie est dirigée vers l’objet à enregistrer et reflétée dans un « film ». L’autre est directement dirigé vers le film. La différence de phase entre les deux parties du faisceau est ce qui permet de créer une image.

Schéma du système d’holographie quantique créé par l’Université de Glasgow. Image: Université de Glasgow

L’équipe de Defienne a utilisé une approche similaire: une paire de photons intriqués est créée en émettant un laser sur des plaques contenant du borate de baryum. Cela divise les photons intriqués en photons individuels, chacun avec la moitié de l’énergie de l’original.

L’un de ces photons est dirigé vers l’objet et réfléchi dans le capteur d’un appareil photo numérique. L’autre passe par un modulateur de lumière, qui le ralentit avant d’être dirigé vers une deuxième caméra.

L’hologramme est créé en utilisant la corrélation entre la position des photons intriqués dans les deux caméras, et quatre hologrammes sont combinés pour produire une image à haute résolution.

«De nombreuses grandes découvertes en optique en physique quantique ces dernières années ont été faites à l’aide de capteurs capables d’enregistrer un seul pixel. Ils ont l’avantage d’être petits, rapides et accessibles, mais leur inconvénient est de ne capturer que des données très limitées sur l’état des photons intriqués impliqués dans le processus. Il faudrait un temps extraordinaire pour capturer le niveau de détail que nous pouvons collecter dans une seule image », a expliqué le physicien Daniele Faccio, de l’Université de Glasgow.

« Les capteurs CCD que nous utilisons nous offrent une résolution sans précédent, jusqu’à 10 000 pixels par image pour chaque photon intriqué. » Cela signifie que nous pouvons mesurer la qualité de son enchevêtrement et la quantité de photons dans les faisceaux avec une précision remarquable ».

L’équipe a utilisé sa nouvelle technique pour générer des hologrammes du logo de l’Université de Glasgow, ainsi que de véritables objets en trois dimensions tels qu’une bande de ruban adhésif et une partie de la plume d’un oiseau. Cela démontre l’utilisation potentielle de la technique pour mesurer les structures biologiques.

« Une de ces applications pourrait être l’imagerie médicale, où l’holographie est déjà utilisée en microscopie pour examiner les détails d’échantillons délicats qui sont souvent presque transparents », a déclaré Defienne.

« Notre processus permet la création d’images avec une résolution plus élevée et moins de bruit, ce qui pourrait aider à révéler des détails plus fins des cellules et nous aider à en savoir plus sur le fonctionnement de la biologie au niveau cellulaire. »

La source: Alerte scientifique

Pierre

Pierre

“Parce que la science nous balance sa science, science sans conscience égale science de l’inconscience.” Derrière cette phrase qui vous a sans doute fait un nœud au cerveau, je vous promets de vulgariser au possible les sujets que je traite. La vulgarisation est la clé du partage et vous êtes au bon endroit.

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