电子显微镜,不会破坏样品

量子力学允许测量物体的存在而不接触物体,称为无相互作用测量[1], [2]. 我们希望开发一种基于该测量原理的电子显微镜,以克服有害的辐射损伤。 具体介绍,见下列概述。

概述

Kasevich Group|量子电子显微镜-量子客参考文献中提出的无相互作用测量。[3] 假设电子开始在上环中循环,并且上下环是相干耦合的。 在特征耦合时间尺度之后,如果下环(左)中没有吸收体,则电子将完全转移到下环。 如果存在吸收体(右),则在下环中没有电子波函数的连贯积累并且它停留在上环中,这是量子芝诺效应的表现。 由于现在可以在上环中测量电子,因此推断出吸收体的存在而不与电子相互作用。 参考文献。[3]

量子电子显微学将研究一种基于量子物理学和电子显微镜的新型显微镜工具。提出的量子电子显微镜(QEM)见参考文献 [3]。对于可能的实施方案,可以使生物样品的成像具有比较小的辐射剂量,使得它们具有生命特征。该仪器将依赖于无相互作用(IFM)非破坏性测量原理[1],该原理已经用光子[2]证明,但尚未用电子证明。该计划旨在提高知识水平,以评估此类研究的现实性。近年来,出现了新的方法,其允许对自由空间中的电子的量子运动进行前所未有的控制。我们试图利用这些方法来进行IFM测量原理的原理验证演示。我们预计这些基础实验将对显微镜之外的技术产生影响。例如,IFM原理的扩展允许电子波函数的受控纠缠,例如:使得能够证明基于CNOT门存在的自由电子。

参考资料

[1] A. C. Elitzur and L. Vaidman, Found. Phys. 23, 987 (1993)
[2] P. Kwiat, H. Weinfurter, T. Herzog, A. Zeilinger, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 74, 4763 (1995)
[3] W. P. Putnam and M. F. Yanik, Phys. Rev. A 80, 040902(R) (2009)