Uniwersytet Jagielloński: ustalenia fizyków dadzą nowe możliwości w diagnostyce nowotworów
Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego jako pierwsi na świecie wykazali, że kwantowe splątanie fotonów można wykorzystać w diagnostyce nowotworów. Zespół Jagielloński PET (J-PET), założony i kierowany przez prof. Pawła Moskala z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, wykazał, że fotony z anihilacji materii i antymaterii w materiale nie są całkowicie kwantowo splątane. Jest to odkrycie zaskakujące świat naukowców.
Dotychczasowe badania fizyków skupiały się na wykazaniu, że fotony z anihilacji elektronu z pozytonem są maksymalnie splątane kwantowo. Odkrycie zespołu prof. Pawła Moskala otwiera możliwości zastosowania stopnia splatania kwantowego fotonów jako wskaźnika w diagnostyce nowotworów. Artykuł opisujący te badania został opublikowany w czasopiśmie „Science Advances”.
Splątanie kwantowe to fascynujące zjawisko niedające się wyjaśnić w ramach naszego klasycznego postrzegania świata. Splątane kwantowo fotony zachowują się tak, jakby jeden natychmiast wiedział, co dzieje się z drugim, niezależnie od tego jak bardzo się od siebie oddaliły.
Tomograf J-PET zbudowany na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ to pierwsze na świecie urządzenie do pozytonowej tomografii emisyjnej, które działa w oparciu o detektory plastikowe. J-PET otwiera nowe możliwości diagnostyczne. Pozwala on nie tylko na obrazowanie metabolizmu wybranych substancji, ale także na badanie właściwości atomów pozytonium zbudowanych z elektronu i anty-elektronu, które powstają w człowieku w przestrzeniach między atomami w trakcie diagnozowania PET. Zjawisko to nie było dotąd wykorzystywane w diagnostyczne medycznej. Pierwszy obraz pozytonium na świecie został wykonany tomografem J-PET i opublikowany w czasopiśmie „Science Advances” w 2024 roku.
W tym roku naukowcy z zespołu prof. Pawła Moskala poszli o krok dalej i pokazali, że tomograf J-PET pozwala także na pomiar informacji kwantowych jakościowo innych niż informacje klasyczne, które w przyszłości będą mogły służyć jako kwantowe wskaźniki diagnostyczne. Wykazali nie tylko to, że możliwy jest pomiar polaryzacji fotonów anihilacyjnych emitowanych z pacjenta w trakcie obrazowania PET, ale także, że stopień splątania kwantowego fotonów anihilacyjnych zależy od rodzaju materiału.
Na Uniwersytecie Jagiellońskim, w Centrum Teranostyki założonym i kierowanym przez prof. Pawła Moskala i prof. Ewę Stępień, powstaje pierwszy na świecie tomograf PET na całe ciało, który umożliwi filmowanie farmakokinetyki leków podawanych pacjentowi i będzie to pierwszy na świecie kwantowy-PET z możliwością obrazowania stopnia splątania kwantowego fotonów anihilacyjnych w całym ciele pacjenta.
[uj.edu.pl]
