Novo istraživanje kvantnog zapleta moglo bi znatno poboljšati otkrivanje bolesti, kao što su rak i Alchajmerova bolest.
Istraživanje naučnika sa Univerziteta u Jorku moglo bi da dovede do značajnih poboljšanja u skeniranju pozicijske emisione tomografije (PET), koja se široko koristi u dijagnostici raka i Alchajmerove bolesti.
Studija, objavljena u Physical Review Letters, istražuje potencijal „kvantnog zapleta“ da značajno poboljša otkrivanje bolesti.
Kvantna zapetljanost je pojava u kojoj čestice postaju međusobno povezane na način da stanje jedne čestice može trenutno uticati na stanje druge, bez obzira koliko su udaljene.
PET skeniranje je jedna od najefikasnijih tehnika u dijagnostici raka i vredan je metod dijagnostikovanja Alchajmerove bolesti. Oni otkrivaju kako organi i tkiva funkcionišu praćenjem radioaktivne supstance koja je ubrizgana u telo.
Neke ćelije, kao što su ćelije raka, apsorbuju više glukoze i izgledaju svetlije na skeniranju. To je zato što radioaktivni materijal emituje čestice zvane pozitroni, koji u interakciji sa elektronima u telu proizvode energetske zrake (poznate kao gama fotoni).
Ove gama fotone detektuje PET skener da bi locirao oblasti visoke aktivnosti, kao što su tumori.
Međutim, otkrivanje gama fotona može biti izazovno jer se neki mogu raspršiti pre nego što se mogu izmeriti, što je poznato kao „smeće“ rasejanje.
Novo istraživanje Univerziteta u Jorku ima za cilj da koristi ove rasute signale primenom kvantne fizike kako bi se poboljšala tačnost PET skeniranja.
Istraživanje sugeriše da kombinovanjem tehnologije PET skeniranja sa napretkom u teoriji kvantnih čestica, tipično odbačeni neželjeni događaji mogu pružiti dragocene informacije.
To je zato što se PET fotoni stvaraju u kvantno isprepletenom stanju, što znači da ponašanje jednog fotona utiče na drugi, čak i kada su udaljeni.
Ova studija pokazuje da kvantna zapetljanost uglavnom preživljava proces rasejanja koji stvara neželjene događaje.
Ovi nalazi otvaraju uzbudljive nove mogućnosti za korišćenje veštačke inteligencije i mašinskog učenja za analizu podataka kreiranih kroz ove neželjene događaje.
Zauzvrat, ovo bi moglo dovesti do osetljivijih dijagnostičkih alata i potencijalno smanjiti dozu zračenja potrebnu za pacijente.
Profesor Daniel Vatts, katedra za hadronsku i nuklearnu fiziku na Univerzitetu u Jorku, koji je vodio projekat, rekao je: „Robusnost kvantnog zapleta između PET fotona je bila pravo iznenađenje. U osnovi, eksploatacija kvantnih informacija u PET-u je konačno na dohvat ruke.“
Profesor Mark Thomson, izvršni predsjedavajući u STFC-u, rekao je: „Ovo revolucionarno istraživanje Univerziteta u Jorku koristi kvantno preplitanje fotona za razvoj najnovijih tehnologija koje bi mogle znatno poboljšati otkrivanje bolesti, donoseći korist društvu.
„Iskoristivši kvantno preplitanje, napredujemo ka preciznijim i osetljivijim dijagnostičkim metodama koje poboljšavaju ishode pacijenata uz minimiziranje izloženosti zračenju. Istraživanje naglašava posvećenost STFC-a da podrži pionirska istraživanja sa potencijalom da transformiše zdravstvenu zaštitu.“
