Nowe badanie: rewolucyjny czujnik kwantowy pozwala na wgląd w świat atomowy

WarsawZespół naukowców z niemieckiego Forschungszentrum Jülich i koreańskiego IBS Center for Quantum Nanoscience opracował niezwykle czuły sensor kwantowy. Urządzenie to pozwala na wykrywanie bardzo małych pól magnetycznych na poziomie atomowym oraz umożliwia szczegółowe obrazowanie materiałów kwantowych. To osiągnięcie pozwala naukowcom badać i zrozumieć materiały w ich najbardziej podstawowej formie.

Ten czujnik kwantowy mierzy z niezwykłą precyzją, wykorzystując zasady mechaniki kwantowej. Zazwyczaj te czujniki wykrywają pola elektryczne i magnetyczne, badając defekt w strukturze krystalicznej, jednak defekt ten zazwyczaj jest oddalony od mierzonego obiektu, co zmniejsza skuteczność czujnika. Nowy czujnik udoskonala to, używając do bezpośrednich pomiarów pojedyńczej cząsteczki.

Kluczowe cechy nowego sensora obejmują: wykrywanie bardzo małych pól magnetycznych, czułość na poziomie pojedynczych cząsteczek, rozdzielczość przestrzenną w skali atomowej oraz możliwość zastosowania w istniejących laboratoriach na całym świecie.

Dr. Taner Esat z Jülich podkreśla nowatorskie cechy sensora kwantowego. Według niego, urządzenie to wyznacza nowy poziom szczegółowości dla takich sensorów, osiągając rozdzielczość wynoszącą około jednej dziesiątej angstroma. Dzięki temu możliwe jest wykrywanie zmian w polach magnetycznych i elektrycznych na poziomie pojedynczych atomów.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:39

Tajemnicze wnętrza Urana i Neptuna: nowe odkrycia dotyczące warstw i pól magnetycznych

Dr. Esat opracował to narzędzie po pracy jako post-doc w QNS. Następnie powrócił do Korei, aby skorzystać z ich zaawansowanych instrumentów, które były kluczowe dla udowodnienia tej nowej techniki. Dr Dimitry Borodin z QNS podkreślił, że zastosowanie małego sensora było kluczowe do wykrywania drobnych szczegółów, co wcześniej nie było możliwe przy użyciu większych sond.

Ten czujnik kwantowy ma wiele istotnych zastosowań. Może przyczynić się do rozwoju materiałów i urządzeń kwantowych, wspierać tworzenie nowych katalizatorów oraz badać kluczowe zachowania kwantowe w cząsteczkach, w tym również w biochemii. To osiągnięcie znacznie wpłynie na przyszłe badania.

Zespół opublikował swoje wyniki w czasopiśmie Nature Nanotechnology. Yujeong Bae z QNS wyjaśnił, jak nauka podstawowa przyczynia się do tworzenia nowych narzędzi, odnosząc się do pomysłów Richarda Feynmana na temat wielu możliwości na poziomie atomowym.

Ten czujnik stanowi przełom w badaniach nad cząsteczkami i technologiami kwantowymi, prowadząc do stworzenia najlepszego urządzenia kwantowego, jak twierdzi profesor Temirov z Jülich. Opracowanie tego małego czujnika jest znaczącym osiągnięciem i ma potencjał, by w przyszłości wpłynąć na różne dziedziny nauki.