Идеальная оптическая система могла бы идеально разрешить точку как точку. Однако из-за волновой природы света возникает дифракция, вызванная ограничивающими краями апертур системы. В результате изображение точки становится размытым. Это ограничивает разрешение любой системы визуализации, включая микроскопы, телескопы и камеры.
Количественная формулировка этого явления — освященный веками предел Рэлея.Проклятие Рэлея ограничивает минимальное расстояние, которое можно различить с помощью видимого света: порядка 0,1 микрометра (бактерия, например, имеет размер 2 микрометра), «что является большим ограничением нашей способности видеть более мелкие детали», говорит Луис Санчес Сото, профессор физического факультета Мадридского университета Комплутенсе (UCM).В сотрудничестве с учеными из Университета Палацкого в Оломоуце (Чешская Республика) физику удалось преодолеть этот предел, достигнув разрешения в 17 раз ниже, чем предполагал лорд Рэлей.«Учебная оптика должна быть пересмотрена, а предел Рэлея должен быть помещен в более широкий контекст», — говорит Санчес Сото, который также является исследователем в Институте науки о свете им.
Макса Планка в Эрлангене (Германия).Исследование, опубликованное в Optica, стало кульминацией увлекательной гонки между четырьмя командами ученых со всего мира. Все хотели доказать нарушение этого лимита, но группа во главе с испанцем добилась этого первой.
Улучшения в системах визуализацииЭксперимент показывает, что проклятие Рэлея не является врожденным, а является следствием неправильного выбора стратегии обнаружения. «До сих пор все наши телескопы или микроскопы наблюдали интенсивность напрямую.
Здесь мы предлагаем схему, которая оптимизирует получаемую информацию и может превышать предел Рэлея», — говорит физик.Применение этого научного прорыва «бесспорно».
Некоторые компании уже проявили интерес к открытию.