Los científicos han desarrollado una nueva técnica de mejora de imágenes que puede obtener mejores imágenes al estudiar átomos fríos o átomos a temperatura de cero absoluto.
Esta técnica puede eliminar hasta el 50% de los umbrales de interferencia no deseados en imágenes que son importantes para comprender la interesante mecánica cuántica que rige las propiedades de los átomos a temperaturas frías.
A bajas temperaturas cercanas al cero absoluto, las propiedades originales de los átomos basadas en la mecánica clásica cambian y luego se rigen por las leyes de la mecánica cuántica. Tienen el potencial de estudiar y comprender mejor las propiedades nucleares a temperaturas tan bajas.
Las técnicas comúnmente utilizadas para estudiar átomos ultrafríos utilizan trampas magnetoópticas combinadas con técnicas de enfriamiento por láser de alta potencia. Comúnmente se estudian átomos fríos de elementos como sodio, potasio y rubidio. Se utilizan técnicas de detección, concretamente técnicas de formación de imágenes por fluorescencia, absorción o contraste de fases. Entre ellas, se utiliza ampliamente la obtención de imágenes mediante técnicas de fluorescencia o absorción.
Sin embargo, las imágenes obtenidas utilizando estos métodos a menudo se ven afectadas por límites de interferencia no deseados que son patrones de luz oscura no deseados que se imprimen en imágenes reales, lo que reduce la calidad de los resultados obtenidos. La presencia de límites de interferencia no deseados tiene la capacidad de impedir el cálculo correcto de parámetros importantes: número atómico, temperatura, dinámica en pequeñas escalas de tiempo, etc.
Para solucionar este problema de interferencia, un grupo de investigación del Raman Research Institute (RRI), organismo autónomo del Departamento de Ciencia y Tecnología, ha desarrollado una solución de corrección de imágenes.
El algoritmo recientemente desarrollado se basa en el reconocimiento facial propio existente con técnicas de enmascaramiento inteligentes que tienen como objetivo obtener imágenes con umbrales de interferencia mínimos. Este reconocimiento facial propio es muy similar a encontrar la imagen correcta de una persona o un objeto a partir de un grupo de imágenes en función de las características del objeto. Nuestros teléfonos móviles utilizan esto como tecnología central, mientras que los teléfonos inteligentes modernos la han reemplazado con tecnología adicional basada en el aprendizaje automático para mejorarla, pero la idea sigue siendo la misma.
«Cuando se trata de átomos fríos, es importante calcular la densidad óptica (OD), a partir de la cual se puede determinar la temperatura, el tamaño, la densidad y otros parámetros útiles», dijo Gaurab Pal, estudiante de doctorado en QuMix Lab, RRI. .
En este algoritmo, los investigadores necesitan calcular un parámetro importante conocido como densidad óptica, que es la suma logarítmica de dos fotogramas: uno en las nubes frías (indicado como S) y el segundo es la luz de la sonda (indicado como L).
En condiciones ideales, los marcos L y S tienen límites de interferencia idénticos, que cuando terminan lógicamente dan como resultado la eliminación de los bordes.
«Pero en realidad, cuando se trabaja en el laboratorio, estos marcos no muestran los mismos límites de interferencia, lo que hace que la situación sea desafiante y requiera un método de eliminación de franjas para obtener una densidad óptica limpia», explicó Paul, quien es el título del autor. . Eliminación eficiente de ruido de imágenes de átomos fríos mediante un algoritmo optimizado de reconocimiento de caras propias.
En el periódico publicado recientemente en el periódico. Óptica Aplicada, el equipo de RRI afirma que la técnica propuesta puede reducir los umbrales de interferencia en las imágenes de absorción de átomos fríos en aproximadamente un 50 por ciento. Además, se logró una mejora significativa del orden del 50% en la incertidumbre de la temperatura en átomos de rubidio fríos cuando se aplicó este algoritmo.
La técnica de imágenes por absorción es popular en la comunidad de átomos fríos y tiene una amplia gama de aplicaciones, dicen los científicos.
«Esto es particularmente útil cuando el número de átomos es bajo. Las imágenes de absorción se pueden usar para encontrar el perfil de densidad de átomos fríos y ultrafríos. En esta técnica, medimos la temperatura de una nube de átomos fríos como medida del tiempo de vuelo. «El principal atractivo de la microscopía cuántica de gases son las imágenes. Además, este método se utiliza para medir el tamaño de los átomos atrapados», dijo el coautor del artículo, Saptarshi Chaudhary, jefe del laboratorio QuMix del RRI.
Las técnicas de imágenes de absorción son más adecuadas cuando el número de átomos bajo estudio es pequeño. Por lo tanto, se puede utilizar para calcular el perfil de densidad de átomos fríos y ultrafríos y la temperatura de las nubes de átomos fríos mediante mediciones del tiempo de vuelo.
Enlace de publicación: https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-62-33-8786
