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    Utilizzo di fotoni correlati per migliorare l'imaging a raggi X

    Visione quantistica a raggi X. Un nuovo schema converte un fotone a raggi X ad alta energia in due fotoni a energia inferiore correlati quantisticamente. Tali correlazioni possono essere sfruttate per aumentare le prestazioni di una configurazione di imaging a raggi X. Credito:APS/Alan Stonebraker

    Un team di ricercatori della Bar-Ilan University ha trovato un modo per utilizzare fotoni correlati per creare immagini a raggi X più nitide. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive il loro processo e suggerisce modi in cui potrebbe essere utilizzato in applicazioni commerciali.

    Una macchina a raggi X crea immagini di ossa all'interno del corpo sparando raggi X (fotoni ad alta energia) nel sito ferito e utilizzando i fotoni per creare un'immagine su pellicola. Quelli che passano appaiono scuri, quelli che non possono passare producono aree bianche sulla pellicola. Ma tali film sono generalmente sfocati a causa delle radiazioni di fondo. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per utilizzare fotoni correlati per migliorare le immagini.

    Il nuovo metodo prevedeva di sparare un raggio di raggi X su un diamante, costringendo il raggio a dividersi in due. La suddivisione del raggio implicava la suddivisione di ciascuno dei singoli fotoni nel raggio in due fotoni correlati nei due raggi appena creati. I ricercatori hanno diretto uno dei nuovi raggi verso un bersaglio da sottoporre a raggi X, una striscia di metallo con fessure. Un sensore è stato posizionato dietro il bersaglio per catturare fotoni, come nelle normali macchine a raggi X. L'altro raggio era puntato direttamente su un rilevatore. Quindi, perché le coppie di fotoni erano correlate, i ricercatori sono stati in grado di determinare quali fotoni sparati sul bersaglio provenivano dal raggio originale anziché dal rumore di fondo. Ciò ha consentito di utilizzare solo quei fotoni del raggio originale per creare l'immagine a raggi X.

    I ricercatori riferiscono che le immagini create con il loro nuovo metodo avevano circa 1000 volte meno rumore di fondo, rendendoli notevolmente più nitidi. Notano che il loro metodo attualmente funziona solo con fasci di raggi X estremamente potenti, e quindi non funzionerebbe per applicazioni mediche. Ma notano anche che la loro tecnica potrebbe rivelarsi utile per gli scienziati per comprendere meglio la meccanica quantistica. Hanno intenzione di continuare il loro lavoro, guardando avanti per determinare se i fotoni prodotti dalla loro tecnica fossero entangled.

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