Квантовая запутанность улучшит ядерную медицину
Ученые нашли способ получать информацию из гамма-излучения, которое не может достигнуть детекторов при ПЭТ-сканировании организма. Новый метод позволит точнее и более безопасно для пациентов проводить медицинские исследования.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ-сканирование) — один из самых эффективных методов диагностики рака и ценный инструмент для выявления болезни Альцгеймера. Этот метод позволяет наблюдать, как функционируют органы и ткани, отслеживая предварительно введенное в организм радиоактивное вещество.
Некоторые клетки, такие как раковые, поглощают больше глюкозы и выглядят ярче на ПЭТ-скане. Принцип действия метода такой: радиоактивный материал испускает частицы-позитроны, они аннигилируют с электронами в организме с испусканием гамма-излучения. Оно попадает в детекторы ПЭТ-сканера, по его характеристикам можно построить трехмерную картину исследуемой части организма. Опухоли генерируют больше гамма-частиц, чем здоровые ткани.
Обнаружение гамма-частиц затруднено тем, что они рассеиваются и теряют энергию до попадания в детектор. Это явление известно как «мусорные» рассеянные события. Исследование специалистов из Йоркского университета нацелено на использование этих рассеянных сигналов с помощью квантовой физики для повышения точности ПЭТ-сканирования.
Квантовая запутанность — явление, при котором частицы взаимосвязаны таким образом, что состояние одной мгновенно влияет на состояние другой, независимо от расстояния между ними. Ученые научились генерировать гамма-частицы в состоянии квантовой запутанности. Новое исследование показало, что квантовая запутанность в значительной степени сохраняется в процессе рассеяния гамма-частиц.
Этот результат открывает возможности для использования искусственного интеллекта и машинного обучения в анализе данных, создаваемых в результате таких событий. Наблюдение за второй запутанной частицей позволит получать больше данных из одного раунда томографического исследования. Это, в свою очередь, может привести к созданию более чувствительных диагностических инструментов и потенциально снизить дозу облучения для пациентов.
«Надежность квантовой запутанности между ПЭТ-фотонами стала для нас настоящим сюрпризом. Теперь, когда мы понимаем эту квантовую запутанность на более фундаментальном уровне, применение квантовой информации в ПЭТ-сканировании стало вполне реальной возможностью», — объяснил глава проекта, профессор Дэниел Уоттс (Daniel Watts), председатель кафедры адронной и ядерной физики Йоркского университета (Великобритания).
Новое исследование в области квантовой запутанности может значительно улучшить методы диагностики заболеваний, таких как рак и болезнь Альцгеймера.
Научная работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали синтетическое масло для газопоршневых двигателей, позволяющее снизить расход топливного метана на семь процентов. Продукт разработан в целях импортозамещения в сфере энергетики. Разработка открывает новые возможности распределенной энергетики на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и других территориях без центральных сетей.
Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Большой коллектив ученых из Специальной астрофизической обсерватории РАН (п. Нижний Архыз), Астрокосмического центра ФИАН, Крымской астрофизической обсерватории РАН, Санкт-Петербургского государственного университета и МФТИ с коллегами впервые провел комплексный многоволновой анализ переменности блазара Тон 599 за период с 1983 по 2025 год и обнаружил в этих данных скрытый ритм, указывающий на работу двух взаимосвязанных механизмов.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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