¿Qué significa "Imágenes de Difracción Coherente"?
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La Imagen por Difracción Coherente (CDI) es una técnica que se usa para capturar imágenes de estructuras muy pequeñas analizando la luz que rebota en ellas. Este método utiliza ráfagas de luz muy brillantes y cortas de máquinas especiales llamadas láseres de electrones libres de rayos X. La CDI ayuda a los científicos a observar nanostructuras, que son increíblemente pequeñas, en su forma de gas natural y ver cómo cambian con el tiempo con un alto nivel de detalle.
Cómo Funciona
Cuando la luz golpea una muestra, se dispersa de diferentes maneras. Idealmente, los científicos podrían usar un método matemático simple llamado Transformada de Fourier para averiguar cómo se ve la muestra a partir de la luz dispersada. Sin embargo, lo complicado es que solo pueden ver la intensidad de la luz, no la fase, que se pierde durante la medición. Para recuperar esa información perdida, los científicos necesitan algoritmos especiales, que son como recetas para resolver problemas.
Nuevo Enfoque
Para mejorar la forma en que se recupera la información de fase, un método llamado Recuperación de Fase Memética (MPR) combina algoritmos tradicionales con enfoques evolutivos. Este nuevo método ha sido probado usando datos de dos instalaciones de investigación diferentes y ha mostrado un buen rendimiento, incluso en situaciones difíciles. Ha sido diseñado para ser fácil de usar y está disponible para que cualquiera en la comunidad de imagen lo pruebe.
Imagen en Bajos Niveles de Luz
En casos donde no se puede usar mucha luz, como con muestras delicadas, la recuperación de fase puede volverse difícil debido al ruido que proviene de los niveles bajos de luz. Algunas técnicas de imagen necesitan una serie de mediciones de luz a lo largo del tiempo, lo que no funciona para capturar una sola imagen. Nuevos métodos que utilizan aprendizaje profundo y modelos generativos han sido efectivos en otras tareas de imagen, pero no han funcionado bien en la recuperación de fase. Un nuevo enfoque llamado Prior de Imagen de Dosis Baja (LoDIP) fusiona CDI in situ con modelos generativos avanzados para mejorar la recuperación de fase para imágenes únicas en condiciones de poca luz. Este método ha demostrado funcionar mejor que las técnicas anteriores en escenarios del mundo real.