利用量子學(xué)效應(yīng)來檢測食品的成分和來源

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，在一項(xiàng)最新公布的基于光子學(xué)的食品安全項(xiàng)目中，德國漢諾威激光中心（LZH）和合作伙伴正在共同開發(fā)一種新的分析方法——利用量子學(xué)效應(yīng)來“更經(jīng)濟(jì)高效地”檢測食品的成分和來源。

這項(xiàng)名為“QSPEC”的項(xiàng)目參與單位還涉及AMO和Toptica公司，以及研究機(jī)構(gòu)漢諾威大學(xué)和德國食品技術(shù)研究所。他們的目標(biāo)是開發(fā)一種替代傳統(tǒng)方法的基于量子學(xué)的光譜分析法，其具有成本低且靈敏度更高等優(yōu)點(diǎn)。

該項(xiàng)目的啟動聲明稱：“食品成分標(biāo)簽中的欺詐不僅會造成經(jīng)濟(jì)損失，還會導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)。

因此，實(shí)驗(yàn)室使用真實(shí)性檢測來確定所標(biāo)注的食品地理來源是否正確，是否確實(shí)省略了某些成分，或者是否沒有添加其他成分。

目前，這些成分分析可采用核磁共振波譜法（NMR spectroscopy），該方法可以清楚地識別給定樣品中的幾乎所有有機(jī)物質(zhì)。但是，分析非常昂貴，因?yàn)楹舜殴舱癫ㄗV儀龐大且復(fù)雜，耗資數(shù)百萬歐元?！?/p>

QSPEC項(xiàng)目由德國聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）資助，重點(diǎn)是研發(fā)基于量子學(xué)的光譜分析法。德國亞琛AMO納米光子學(xué)組組長Stephan Suckow博士是QSPEC項(xiàng)目的合作協(xié)調(diào)員。

Suckow博士評論說：“首先，產(chǎn)生由長波長和短波長光子組成的糾纏光子對。長波長光子與樣品相互作用，例如改變其相位。這個被操縱的光子對然后被送入另一個過程，在這個過程中又產(chǎn)生了另一個光子對。”

“光子對中包含的信息通過量子干涉進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此最終可以通過短波長光子的計(jì)數(shù)率就可以讀取。短波長光子充當(dāng)信息載體，能夠用當(dāng)前技術(shù)進(jìn)行特別好的測量。

光子對的帶寬使樣品的光譜解析成為可能。”Suckow 博士總結(jié)說，“在這方面，單個食物樣本的光譜就像人體指紋一樣。

然后我們可以將這些指紋與其他參考樣本進(jìn)行比較，從而得出有關(guān)成分和地理特征的結(jié)論。”

為了產(chǎn)生量子頻率梳，需要新型激光束源，這就是LZH和Toptica所涉及的研究領(lǐng)域。AMO將使用納米光刻方法來制造芯片，以在盡可能小的空間內(nèi)容納必要的技術(shù)要素。AMOtronics將提供檢測所需的超快電子設(shè)備。LUH光子學(xué)研究所隨后會將各個組件整合為一個系統(tǒng)。

LZH科學(xué)家為QSPEC項(xiàng)目開發(fā)了新型激光束源，可用于產(chǎn)生量子頻率梳

從成分的構(gòu)成上，可以毫無疑問地確定橄欖油、果汁、蜂蜜等許多食品的來源，甚至可以檢測最低濃度的污染物。

QSPEC項(xiàng)目合作伙伴表示，這“將構(gòu)成新一代分析工具的基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)的全面質(zhì)量保證”。

審核編輯：劉清