Ein australisches Forschungsteam hat mit Hilfe der Gesetze der Quantenmechanik ein leistungsstarkes Mikroskop entwickelt, um die inneren Abläufe lebender Zellen zu beobachten.
Das Team – eine Zusammenarbeit zwischen der University of Queensland und der Australian National University – glaubt, dass sein Mikroskop zu einem besseren Verständnis der grundlegenden Bestandteile des Lebens führen und letztendlich erlauben könnte, die Quantenmechanik auf makroskopischer Ebene zu untersuchen. Die Abhandlung über die Weltneuheit wurde am 4. Februar 2013 online in Nature Photonics veröffentlicht.
Der Leiter des Teams, der außerordentliche Professor Warwick Bowen vom ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems der University of Queensland, sagte, die Forschung stütze sich auf Quantenwechselwirkungen zwischen den Lichtteilchen (Photonen), um eine Messgenauigkeit zu erreichen, die jene von konventionellen Messungen übersteigt.
“Dieses ‘Quanten-Mikroskop’ ist ein wegweisender Schritt in Richtung quantenphysikalischer Anwendungen in der Technologie”, sagte Professor Bowen. “In der grundlegenden Physik könnte es umgehend angewandt werden, um Phänomene in der mikroskopischen Bewegung kleiner Teilchen zu untersuchen, die vor vielen Jahrzehnten vorhergesagt wurden und erst noch beobachtet werden müssen.”
In der Studie nutzten die Forscher ihr Quanten-Mikroskop, um das Zytoplasma einer lebenden Bierhefezelle zu messen und stellten fest, dass sie ihre Messungen um 64 Prozent schneller durchführen konnten als mit einem gewöhnlichen Mikroskop.
Der leitende Autor und Doktorand an der University of Queensland, Michael Taylor, sagte, die Ergebnisse würden erstmals demonstrieren, dass Quantenlicht einen praktischen Nutzen für Messungen in der realen Welt haben könnte. “Die durchgeführten Messungen könnten helfen, den Lebenszyklus einer Zelle zu verstehen, weil ihr Zytoplasma eine entscheidende Rolle bei dem Transport von Nährstoffen in die Zelle hinein und um sie herum spielt”, sagte er.
Neben anderen Dingen könnte das “Quanten-Mikroskop” auch die feineren Einzelheiten innerhalb einer Zelle offenbaren – besser als ein gewöhnliches Mikroskop. Das Abbilden biologischer Systeme ist eine besonders wichtige Anwendung für Quantenlicht, weil diese feinen Details normalerweise nur sichtbar sind, wenn viel Licht verwendet wird.”
“Unglücklicherweise werden biologische Proben gegrillt, wenn die Leistung zu stark erhöht wird”, sagte Taylor. “Das ‘Quanten-Mikroskop’ dagegen stellt eine Möglichkeit zur Verbesserung der Messempfindlichkeit bereit, ohne das Risiko sichtbarer Schäden für die Probe zu erhöhen.”
Quelle: http://news.anu.edu.au/2013/02/04/quantum-microscope-for-living-biology/
(THK)
Antworten