开发出一种利用量子纠缠来改善核医学的方法

科学家们找到了一种从伽马辐射中获取信息的方法，而伽马辐射无法到达身体 PET 扫描中的探测器。新方法将使医学研究能够更准确地进行，对患者来说更安全。

正电子发射断层扫描(PET 扫描)是诊断癌症最有效的方法之一，也是检测阿尔茨海默病的宝贵工具。这种方法允许您通过跟踪先前引入体内的放射性物质来观察器官和组织的功能。

有些细胞，例如癌细胞，会吸收更多的葡萄糖，在 PET 扫描中显得更亮。该方法的工作原理是：放射性物质发射正电子粒子，它们与体内的电子湮灭，发射伽马射线。它进入 PET 扫描仪的探测器;根据其特性，可以构建所研究的身体部位的三维图像。肿瘤比健康组织产生更多的伽马粒子。

伽马粒子的探测很困难，因为它们在到达探测器之前会散射并损失能量。这种现象被称为“垃圾”分散事件。约克大学的研究旨在利用量子物理学来利用这些散射信号来提高 PET 扫描的准确性。

量子纠缠是一种粒子相互连接的现象，无论它们之间的距离如何，一个粒子的状态会立即影响另一个粒子的状态。科学家们已经学会在量子纠缠状态下产生伽马粒子。一项新的研究表明，在伽马射线粒子的散射过程中，量子纠缠在很大程度上是守恒的。

这一结果开启了使用人工智能和机器学习来分析此类事件生成的数据的可能性。观察第二个纠缠粒子将使单轮断层扫描获得更多数据。反过来，这可能会带来更灵敏的诊断工具，并有可能减少患者的辐射暴露。