Naukowcy z Polski i Austrii opracowali model komputerowy do badania zjawisk kwantowych z udziałem wysokoenergetycznych fotonów. Narzędzie pozwoli testować podstawy mechaniki kwantowej, a być może też znajdzie zastosowanie w medycynie, m.in. w tomografii PET.
Opracowane przez badaczy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), Uniwersytetu Wiedeńskiego i Uniwersytetu Jagiellońskiego nowe narzędzie, nazwane modelem Wiedeń-Warszawa, pozwala badać cząstki światła o energiach miliony razy większych niż te widzialne dla ludzkiego oka. W przypadku tak wysokoenergetycznych fotonów, powstających np. podczas anihilacji elektronu i pozytonu, nie można stosować tradycyjnych metod pomiarowych, takich jak polaryzatory optyczne.
„Otrzymane wyniki potwierdzają, że model wiernie odwzorowuje fizykę spolaryzowanych wysokoenergetycznych fotonów” - powiedział dr Wojciech Krzemień z NCBJ, jeden z autorów pracy cytowany w komunikacie NCBJ.
Model wykorzystuje zjawisko tzw. podwójnego rozpraszania Comptona. Pozwala ono pośrednio uzyskać informacje o polaryzacji fotonów, czyli orientacji drgań pola elektromagnetycznego, która jest kluczowa w badaniu zjawisk kwantowych, takich jak splątanie.
Opracowany symulator oparty na środowisku Geant4 może mieć praktyczne zastosowania. Jednym z nich jest ulepszenie algorytmów obrazowania medycznego, np. w tomografii pozytonowej (PET). Lepsze rozróżnianie par fotonów pochodzących z anihilacji od przypadkowych zdarzeń może znacząco poprawić kontrast i jakość obrazów diagnostycznych.
Prace z wykorzystaniem symulatora są kontynuowane w NCBJ w ramach projektu „IMPET”, finansowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „The European Physical Journal C”. (PAP)
lt/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
