En la absorción clásica de dos fotones, ¿los dos fotones se absorben realmente ‘simultáneamente’? ¿Cómo difiere esto de la absorción entrelazada de dos fotones?

Respuestas: ¿Simultáneas? No. ¿Lo mismo que enredado? No.

Antecedentes: en primer lugar, la absorción de dos fotones es bastante crítica para la biología celular. Una aplicación de la misma recibió el Premio Nobel más reciente (2014). Consulte la microscopía STED para obtener detalles técnicos y la página en nobelprize.org para obtener un comunicado de prensa oficial. Así es como funciona y por qué ganó un Premio Nobel. La absorción de dos fotones implica golpear el electrón de un átomo con un golpe de dos fotones lo suficientemente rápido como para que el electrón no pueda emitir el fotón habitual que habría emitido si solo un fotón lo golpeara. STED (depleción de emisión estimulada) agrega un giro a esto (ugg bad pun) al excitar los electrones de menor energía en el mismo átomo al que se le ha dado una patada elevando en energía un electrón. Al hacer esto de una manera espacialmente selectiva, se eliminan las emisiones en todos menos en un lugar estrecho. Tenga en cuenta aquí que el átomo absorbe dos fotones, no necesariamente un solo electrón. Históricamente, una mejor resolución siempre ha llevado a nuevas ideas, ya sea en astronomía, física de partículas o biología. [La teoría inicial para la absorción de dos fotones fue descubierta por Maria Goeppert Mayer – Facts, por la que obtuvo el Premio Nobel de Física, hace 52 años. Ella es la única mujer además de Marie Curie en ser tan honrada, hace 112 años, ¡pero no puedo predecir la última! ¡Predigo que dentro de 3 años veremos otro!]

¿Simultáneo? No. Como la Dra. Mayer mostró en su doctorado, la absorción de dos fotones solo necesita ser lo suficientemente rápida como para insertar energía en el receptor de electrones más rápido de lo que el electrón expulsa el primer fotón. Esto varía de un átomo a otro y de una molécula a otra, pero puede estar en el rango de 1.e-8 a 1.e-12 segundos. Según los estándares de los físicos, esto no se considera simultáneo, especialmente porque ahora podemos medir el tiempo hasta aproximadamente 1.e-15.

¿Enredado? No, pero los fotones que golpean el átomo no necesitan enredarse. Simplemente está tratando de bloquear la aceleración de electrones a un estado de energía fluorescente, por lo que no se necesita ningún enredo o sincronización especial. Sarcelli y Yun han experimentado recientemente arrojando enredos en la mezcla, aquí hay dos documentos, http://arxiv.org/ftp/arxiv/paper…, Página en arxiv.org ¿Quizás otro Nobel en proceso? ¡El tiempo dirá! Este es un trabajo especulativo, y busca obtener mejoras a través del enredo para alcanzar el límite de Heisenberg. El primero es un enfoque heterodino donde solo se envía un fotón y el segundo envía ambos fotones, lo mejor que puedo decir.

Sección transversal difieren? ¡Absolutamente! ¡Ese es el punto! La sección transversal que fluoresce cambia para mejorar las imágenes.

Nota: STED y la microscopía de dos fotones “clásica” aparentemente se han fusionado para obtener mejores imágenes en tejidos densos. Consulte Imágenes de superresolución de células vivas mediante microscopía de excitación de dos fotones STED pulsada y trabajos relacionados.

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