Cosa significa "Imaging a diffrazione coerente"?
Indice
L'Imaging da Diffrazione Coerente (CDI) è una tecnica usata per catturare immagini di strutture piccolissime analizzando la luce che rimbalza su di esse. Questo metodo sfrutta esplosioni di luce molto brillanti e brevi da macchine speciali chiamate Laser a Elettroni Libera di Raggi X. Il CDI aiuta gli scienziati a osservare nanostrutture, che sono incredibilmente piccole, nella loro forma gassosa naturale e a vedere come cambiano nel tempo con alta precisione.
Come Funziona
Quando la luce colpisce un campione, si disperde in modi diversi. Idealmente, gli scienziati potrebbero usare un semplice metodo matematico chiamato Trasformata di Fourier per capire come appare il campione dalla luce dispersa. Tuttavia, la parte complicata è che possono vedere solo l'intensità della luce, non la fase, che si perde durante la misurazione. Per recuperare quell'informazione persa, gli scienziati hanno bisogno di algoritmi speciali, che sono come ricette per risolvere problemi.
Nuovo Approccio
Per migliorare il modo in cui si recupera l'informazione di fase, un metodo chiamato Recupero di Fase Memetico (MPR) combina algoritmi tradizionali con approcci evolutivi. Questo nuovo metodo è stato testato usando dati di due diversi centri di ricerca e ha mostrato buone prestazioni, anche in situazioni difficili. È stato progettato per essere facile da usare ed è disponibile per chiunque nella comunità dell'imaging voglia provarlo.
Imaging a Basso Livello di Luce
Nei casi in cui non è possibile usare molta luce, come con campioni delicati, il recupero di fase può diventare difficile a causa del rumore derivante da bassi livelli di luce. Alcune tecniche di imaging richiedono una serie di misurazioni della luce nel tempo, il che non funziona per catturare un'unica immagine. Nuovi metodi che utilizzano deep learning e modelli generativi hanno avuto successo in altri compiti di imaging, ma non hanno funzionato bene nel recupero di fase. Un nuovo approccio chiamato Low-dose Deep Image Prior (LoDIP) unisce il CDI in-situ con modelli generativi avanzati per migliorare il recupero di fase per singole immagini in condizioni di bassa luminosità. Questo metodo ha dimostrato di funzionare meglio rispetto alle tecniche precedenti in scenari reali.