새로운 연구: 혁신적인 양자 센서가 원자 세계의 통찰을 열다

Seoul독일의 Jülich 연구소와 한국의 IBS 양자 나노과학 센터의 연구팀이 매우 민감한 양자 센서를 개발했습니다. 이 센서는 원자 수준의 매우 작은 자기장을 감지할 수 있으며, 양자 재료의 세부 이미징을 가능하게 합니다. 이 성과는 과학자들이 물질을 가장 기본적인 형태로 연구하고 이해하는 데 큰 도움이 됩니다.

이 양자 센서는 양자역학의 원리를 활용하여 매우 정밀하게 측정합니다. 일반적으로 이러한 센서는 결정 구조의 결함을 통해 전기 및 자기장을 감지하지만, 이 결함이 측정 대상과 멀리 떨어져 있어 센서의 효율성이 떨어집니다. 새로운 센서는 단일 분자를 사용하여 직접적인 측정을 함으로써 이러한 문제를 개선합니다.

새로운 센서의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 미세한 자기장의 감지 능력
• 개별 분자 감지 가능
• 원자 규모의 공간 해상도
• 전 세계 기존 연구실에서의 적용 가능성

율리히의 타네르 에사트 박사는 최첨단 양자 센서의 특징을 강조합니다. 그는 이 센서가 새롭게 정밀도를 설정했으며 약 0.1 앙스트롬 수준의 해상도를 달성했다고 말합니다. 이는 개별 원자 수준에서 자기장 및 전기장의 변화를 감지할 수 있게 해줍니다.

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에세트 박사는 QNS에서 박사후 연구원으로 일한 후 이 도구를 개발하였습니다. 그는 새 기술을 입증하는 데 필수적인 첨단 장비를 활용하기 위해 한국으로 돌아갔습니다. QNS의 드미트리 보로딘 박사는 작은 센서를 사용하는 것이 작고 세밀한 부분을 감지하는 데 중요했으며, 이전에는 큰 탐침기로는 불가능했다는 점을 강조했습니다.

이 양자 센서는 다양한 중요한 용도가 있습니다. 양자 재료 및 장치를 개선하고, 새로운 촉매 개발을 돕고, 생화학을 포함한 분자 내 주요 양자 행동을 연구할 수 있습니다. 이 발전은 미래 연구에 큰 영향을 미칩니다.

이 연구팀은 그들의 연구 결과를 네이처 나노테크놀로지 저널에 발표했습니다. QNS의 배유정 박사는 기초 과학이 새로운 도구를 창조하는 데 어떻게 기여하는지를 설명하며, 원자 수준에서의 다양한 가능성에 대한 리처드 파인만의 아이디어를 언급했습니다.

이 센서는 분자 연구와 양자 기술의 발전을 나타내며, 이는 쥘리히의 테미로프 교수에 따르면 최상급의 양자 장치로 평가받습니다. 이 소형 센서의 개발은 중요한 성과로, 미래에 다양한 과학 분야에 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.