Ny forskning: banbrytande kvantsensor avslöjar insikter i den atomära världen

StockholmEtt forskarteam från Tysklands Forschungszentrum Jülich och Koreas IBS Center for Quantum Nanoscience har utvecklat en mycket känslig kvantsensor. Denna sensor kan upptäcka extremt små magnetfält på atomnivå och möjliggör detaljerad avbildning av kvantmaterial. Detta genombrott hjälper forskare att studera och förstå material i deras mest grundläggande form.

Denna kvantsensor mäter saker med stor precision genom att använda principerna för kvantmekanik. Vanligtvis upptäcker dessa sensorer elektriska och magnetiska fält genom att undersöka en defekt i en kristallstruktur, men denna defekt ligger oftast långt från det som mäts, vilket gör sensorn mindre effektiv. Den nya sensorn förbättrar detta genom att använda en enskild molekyl för att göra direkta mätningar.

De viktigaste egenskaperna hos den nya sensorn är:

• Upptäckt av mycket små magnetfält
• Sensitivitet på enkel molekylnivå
• Rumslig upplösning på atomnivå
• Användbarhet i befintliga laboratorier världen över

Dr. Taner Esat från Jülich framhäver de banbrytande egenskaperna hos den kvantsensorn. Han påpekar att den sätter en ny standard för detaljrikedom i sådana sensorer genom att uppnå en upplösning på ungefär en tiondels ångström. Detta möjliggör upptäckten av förändringar i magnetiska och elektriska fält på atomnivå.

Läs också:

Idag · 03:39

Nya insikter om Uranus och Neptunus: avslöjar hemligheterna bakom deras kaotiska magnetfält

Dr. Esat utvecklade det här verktyget efter att ha arbetat som postdoktor vid QNS. Han återvände till Korea för att använda deras avancerade instrument, som var avgörande för att bevisa denna nya teknik. Dr. Dimitry Borodin från QNS betonade att användningen av en liten sensor var avgörande för att upptäcka små detaljer, något som tidigare inte var möjligt med större sonder.

Denna kvantsensor har många viktiga användningsområden. Den kan förbättra kvantmaterial och enheter, hjälpa till att skapa nya katalysatorer och studera viktiga kvantbeteenden i molekyler, inklusive de inom biokemi. Detta genombrott har stor betydelse för framtida forskning.

Teamet presenterade sina resultat i tidskriften Nature Nanotechnology. Yujeong Bae från QNS diskuterade hur grundforskning bidrar till att skapa nya verktyg och nämnde Richard Feynmans tankar om de många möjligheterna på atomnivå.

Denna sensor utgör ett framsteg inom studiet av molekyler och kvantteknologi, vilket resulterar i en toppresterande kvantenhet enligt professor Temirov från Jülich. Utvecklingen av denna lilla sensor representerar en betydande prestation och förväntas påverka olika vetenskapsområden i framtiden.