Neue Studie: Revolutionärer Quantensensor enthüllt Einblicke in die atomare Welt

BerlinEin Forscherteam vom Forschungszentrum Jülich in Deutschland und dem IBS Center for Quantum Nanoscience in Korea hat einen äußerst empfindlichen Quantensensor entwickelt. Dieser Sensor kann winzige Magnetfelder auf atomarer Ebene erkennen und ermöglicht die detaillierte Abbildung von Quantenmaterialien. Diese Errungenschaft unterstützt Wissenschaftler dabei, Materialien in ihrer grundlegendsten Form zu studieren und zu verstehen.

Dieser Quanten-Sensor misst mit hoher Präzision unter Anwendung der Prinzipien der Quantenmechanik. Traditionell erfassen solche Sensoren elektrische und magnetische Felder, indem sie auf einen Defekt in der Kristallstruktur achten. Dieser Defekt liegt jedoch oft weit entfernt vom gemessenen Objekt, was die Effektivität des Sensors verringert. Der neue Sensor verbessert dies, indem er eine einzelne Molekül verwendet, um direkte Messungen durchzuführen.

Wichtige Merkmale des neuen Sensors sind:

• Erkennung kleinster magnetischer Felder
• Empfindlichkeit auf Einzelmolekülebene
• Räumliche Auflösung im atomaren Maßstab
• Einsatzfähigkeit in bestehenden Laboren weltweit

Dr. Taner Esat vom Forschungszentrum Jülich hebt die innovativen Merkmale des Quantensensors hervor. Er betont, dass dieser Sensor mit einer Auflösung von etwa einem Zehntel eines Ångströms eine neue Detailgenauigkeit erreicht. Dies ermöglicht die Erkennung von Veränderungen in Magnet- und elektrischen Feldern auf der Ebene einzelner Atome.

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Nach seiner Tätigkeit als Postdoc bei QNS entwickelte Dr. Esat dieses Werkzeug. Er kehrte nach Korea zurück, um deren fortschrittliche Instrumente zu nutzen, die entscheidend waren, um diese neue Technik zu beweisen. Dr. Dimitry Borodin von QNS betonte, dass der Einsatz eines kleinen Sensors der Schlüssel war, um feine Details zu erkennen, was mit größeren Sonden zuvor nicht möglich war.

Dieser Quantensensor hat vielfältige wichtige Anwendungen. Er verbessert Quantenmaterialien und -geräte, unterstützt die Entwicklung neuer Katalysatoren und ermöglicht das Studium zentraler Quantenphänomene in Molekülen, einschließlich solcher in der Biochemie. Diese Innovation hat einen erheblichen Einfluss auf die zukünftige Forschung.

Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Nanotechnology. Yujeong Bae vom QNS sprach darüber, wie Grundlagenforschung neue Werkzeuge schafft, und verwies auf Richard Feynmans Ideen zu den vielfältigen Möglichkeiten auf atomarer Ebene.

Dieser Sensor stellt einen Fortschritt in der Erforschung von Molekülen und Quantentechnologie dar und führt laut Professor Temirov aus Jülich zu einem leistungsstarken Quantengerät. Die Entwicklung dieses winzigen Sensors ist ein bedeutender Erfolg und wird voraussichtlich zukünftig verschiedene wissenschaftliche Bereiche beeinflussen.