.
Desde que Antonie van Leeuwenhoek descobriu o mundo das bactérias através de um microscópio no final do século XVII, os humanos têm tentado olhar mais profundamente para o mundo do infinitamente pequeno.
Existem, no entanto, limites físicos para a precisão com que podemos examinar um objeto usando métodos ópticos tradicionais. Isto é conhecido como “limite de difração” e é determinado pelo fato de a luz se manifestar como uma onda. Isso significa que uma imagem focada nunca pode ser menor que metade do comprimento de onda da luz usada para observar um objeto.
Todas as tentativas de quebrar esse limite com “superlentes” atingiram o obstáculo de perdas visuais extremas, tornando as lentes opacas. Agora, físicos da Universidade de Sydney mostraram um novo caminho para alcançar superlentes com perdas mínimas, ultrapassando o limite de difração por um fator de quase quatro vezes. A chave do sucesso foi remover completamente as superlentes.
A pesquisa é publicada hoje em Comunicações da Natureza.
O trabalho deve permitir aos cientistas melhorar ainda mais a microscopia de super-resolução, dizem os pesquisadores. Poderia avançar a imagem em campos tão variados como diagnóstico de câncer, imagens médicas ou arqueologia e ciência forense.
O autor principal da pesquisa, Dr. Alessandro Tuniz, da Escola de Física e do Instituto Nano da Universidade de Sydney, disse: “Agora desenvolvemos uma maneira prática de implementar superlentes, sem superlentes.
“Para fazer isso, colocamos nossa sonda de luz longe do objeto e coletamos informações de alta e baixa resolução. Ao medir mais longe, a sonda não interfere nos dados de alta resolução, uma característica dos métodos anteriores. “
Tentativas anteriores tentaram fazer superlentes usando materiais novos. No entanto, a maioria dos materiais absorve muita luz para tornar a superlente útil.
Dr Tuniz disse:”Nós superamos isso realizando a operação da superlente como uma etapa de pós-processamento em um computador, após a medição em si. Isso produz uma imagem ‘verdadeira’ do objeto através da amplificação seletiva de ondas de luz evanescentes ou evanescentes. .
O coautor, Professor Associado Boris Kuhlmey, também da Escola de Física e Sydney Nano, disse:”Nosso método pode ser aplicado para determinar o teor de umidade em folhas com maior resolução, ou ser útil em técnicas avançadas de microfabricação, como técnicas não destrutivas avaliação da integridade do microchip.
“E o método poderia até ser usado para revelar camadas ocultas em obras de arte, talvez sendo útil para descobrir falsificações de arte ou obras ocultas.”
Normalmente, as tentativas de superlente tentaram se concentrar nas informações de alta resolução. Isso ocorre porque esses dados úteis decaem exponencialmente com a distância e são rapidamente sobrecarregados por dados de baixa resolução, que não decaem tão rapidamente. No entanto, mover a sonda tão perto de um objeto distorce a imagem.
“Ao afastarmos ainda mais a nossa sonda, podemos manter a integridade das informações de alta resolução e usar uma técnica pós-observação para filtrar os dados de baixa resolução”, disse o professor associado Kuhlmey.
A pesquisa foi feita utilizando luz na frequência terahertz e comprimento de onda milimétrico, na região do espectro entre o visível e o micro-ondas.
O professor associado Kuhlmey disse:”Esta é uma faixa de frequência muito difícil de trabalhar, mas muito interessante, porque nesta faixa poderíamos obter informações importantes sobre amostras biológicas, como estrutura de proteínas, dinâmica de hidratação ou para uso em imagens de câncer. .”
Dr Tuniz disse: “Esta técnica é o primeiro passo para permitir imagens de alta resolução enquanto permanece a uma distância segura do objeto sem distorcer o que você vê.
“Nossa técnica poderia ser usada em outras faixas de frequência. Esperamos que qualquer pessoa que realize microscopia óptica de alta resolução achará esta técnica de interesse.”
.
