Призрачная визуализация позволяет ученым следить за растениями, не оказывая на них влияния
Исследователи получили четкие изображения растений сорго при освещении на порядок уступающем свету звезд по интенсивности. Новый метод позволяет изучать растения не повреждая их.
Ученым нужно изучать растения для разных хозяйственных целей, в том числе использующиеся для производства биотоплива, — оптимизировать их рост и поддерживать здоровое состояние для максимального повышения урожайности, устойчивости к болезням, вредителям и неблагоприятным погодным условиям.
Ученые из США смогли пронаблюдать за процессами в живом сорго методом, не нанесшим растению никакого вреда. Исследование опубликовано в журнале Optica.
Обычно для детального изучения процессов в растении их приходится срезать, вводить внутрь специальные «метки » или подвергать вредным уровням светового излучения, которые вызывают стресс или повреждают ткани растения. Метки и красители позволяют исследователям наблюдать детали растения и его состояние на микроуровне, но могут нарушать естественные протекающие внутри растений процессы.
Метод квантовой призрачной визуализации (Quantum Ghost Imaging, QGI) позволяет получать изображения при экстремально низких уровнях освещения. Более того, он улучшает качество изображений в диапазонах длин волн, где традиционные камеры работают неэффективно и не могут дать четкой картинки. Метод использует эффект спонтанного параметрического двойного рассеяния (SPDC) для создания пары связанных фотонов. Один из этих фотонов, называемый сигналом, используется для формирования изображения, а другой, называемый идлером, используется для измерения и корреляции с сигналом. У фотонов разные длины волн, у сигнального — в инфракрасном диапазоне, у идлера — в видимом.
Идлер проходит через растение, взаимодействует с водой в нем и попадает на свой детектор, сигнальный фотон — в другой, свой. После сопоставления информации от двух детекторов исследователи могут делать выводы об объекте, на который было направлено излучение, и строить изображение
Ученые поместили растения сорго, кинзу и папоротник в световой поток интенсивностью три аттоватт на квадратный сантиметр. После этого с помощью инфракрасного света они детектировали специфические видимые в этом диапазоне химические вещества и видимый свет.
Не повреждающая растения методика исследует образец на одной длине волны излучения, а изображение формируют за счет коррелированных фотонов другой длины волны. Разделение спектра устраняет необходимость в высокочувствительных детекторах в ближнем инфракрасном диапазоне, снижая требуемую интенсивность освещения. Чтобы уловить прошедший через растение свет, оказалось достаточно детектора одиночных фотонов.
Исследователи смогли добиться квантовой призрачной визуализации с беспрецедентной чувствительностью и контрастностью. Растения, участвующие в экспериментах, не получили никаких повреждений.
Используя бесконтактную инфракрасную визуализацию, исследователи могут собирать важную информацию о ключевых процессах в живом растении, напрямую наблюдать процессы фотосинтеза и колебания содержания воды.
Применение QGI расширяет возможности биовизуализации при экстремально низкой освещенности. Это важно для работы с чувствительными к свету образцами — некоторые ткани растений деградируют под определенным излучением.
Telegram 
Дзен 
VK Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия началась в 2018 году. На видео, созданном из кадров с бортовых камер, можно проследить восьмилетний путь зонда BepiColombo.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии