Nieuwe doorbraak: revolutionaire kwantumsensor onthult geheimen van de atomaire wereld

AmsterdamEen team van onderzoekers van het Forschungszentrum Jülich in Duitsland en het IBS Center for Quantum Nanoscience in Korea heeft een uitermate gevoelige kwantumsensor ontwikkeld. Deze sensor kan extreem kleine magnetische velden op atomair niveau detecteren en maakt gedetailleerde beeldvorming van kwantummaterialen mogelijk. Deze doorbraak stelt wetenschappers in staat om materialen in hun meest fundamentele vorm te bestuderen en beter te begrijpen.

Deze kwantumsensor meet zaken zeer nauwkeurig met behulp van de principes van de kwantummechanica. Gewoonlijk detecteren deze sensoren elektrische en magnetische velden door te kijken naar een onvolkomenheid in een kristalstructuur, maar deze onvolkomenheid bevindt zich meestal ver van hetgeen dat wordt gemeten, wat de sensor minder effectief maakt. De nieuwe sensor verbetert dit door gebruik te maken van een enkel molecuul voor directe metingen.

Belangrijke kenmerken van de nieuwe sensor zijn onder andere:

• Detectie van uiterst zwakke magnetische velden
• Gevoeligheid op het niveau van een enkel molecuul
• Nauwkeurige ruimtelijke resolutie op atomaire schaal
• Geschikt voor gebruik in bestaande laboratoria wereldwijd

Dr. Taner Esat uit Jülich benadrukt de geavanceerde eigenschappen van de kwantumsensor. Hij stelt dat deze sensor een nieuw detailniveau bereikt met een resolutie van ongeveer een tiende van een angström. Hierdoor kunnen veranderingen in magnetische en elektrische velden op het niveau van individuele atomen worden gedetecteerd.

Lees ook:

Vandaag · 12:04

Lagere levensverwachting voor plattelandsmannen vergeleken met stedelingen

Dr. Esat ontwikkelde dit hulpmiddel na zijn postdoc-periode bij QNS. Hij keerde terug naar Korea om hun geavanceerde instrumenten te gebruiken, die essentieel waren voor het bewijzen van deze nieuwe techniek. Dr. Dimitry Borodin van QNS benadrukte dat het gebruik van een kleine sensor cruciaal was voor het detecteren van fijne details, iets wat eerder niet mogelijk was met grotere probes.

Deze kwantumsensor heeft veel belangrijke toepassingen. Het kan quantum-materialen en -apparaten verbeteren, helpen bij het creëren van nieuwe katalysatoren en belangrijke kwantumgedragingen in moleculen onderzoeken, ook die in de biochemie. Deze vooruitgang heeft een grote invloed op toekomstig onderzoek.

Het team publiceerde hun bevindingen in het tijdschrift Nature Nanotechnology. Yujeong Bae van QNS besprak hoe fundamentele wetenschap nieuwe instrumenten kan ontwikkelen en verwees hierbij naar Richard Feynmans ideeën over de vele mogelijkheden op atoomniveau.

Volgens professor Temirov van Jülich vertegenwoordigt deze sensor een vooruitgang in het bestuderen van moleculen en quantumtechnologie, en leidt het tot een topkwaliteits quantumapparaat. De ontwikkeling van deze minuscule sensor is een belangrijke mijlpaal en zal naar verwachting diverse wetenschappelijke gebieden in de toekomst beïnvloeden.