Исследователи из Пенсильванского университета представили прорывную квантовую технологию, способную улавливать сигналы от одиночных атомов. Это достижение, подробно описанное в журнале Nano Letters, открывает перед наукой принципиально новые возможности, позволяя изучать материю на беспрецедентно тонком уровне.
Прорыв в ядерной спектроскопии: от макро к микро
В основе разработки лежит усовершенствованная версия метода ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР). Ранее эта технология применялась, например, для обнаружения взрывчатых веществ или наркотиков, но работала с большими ансамблями атомов. Теперь же учёным удалось достичь предела чувствительности — регистрировать сигналы от отдельных атомных ядер. «Мы изолировали атомные ядра и смогли различить мельчайшие вариации в молекулах, которые прежде казались идентичными», — поясняет Ли Бассетт, директор Лаборатории квантовой инженерии и ведущий автор работы. Это даёт инструмент для изучения молекулярной структуры и динамики процессов с невиданной ранее детализацией.
Случайное открытие, приведшее к большому прорыву
Ключевое наблюдение было сделано почти случайно в ходе экспериментов с азотными вакансиями в алмазах — это особые дефекты кристаллической решётки, активно используемые в квантовых сенсорах.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Области применения и будущее технологии
Новый метод позволяет в буквальном смысле наблюдать за взаимодействиями отдельных молекул, что критически важно для таких областей, как разработка лекарств и структурная биология. «Это похоже на возможность извлечь одну конкретную строку данных из огромной таблицы», — проводит аналогию соавтор исследования Матье Уэлле. Работа, выполненная в коллаборации с Делфтским техническим университетом (Нидерланды), объединила экспериментальную физику, квантовое зондирование и теоретическое моделирование. Технология потенциально способна дать ответы на фундаментальные вопросы, например, о механизмах управления молекулами. Это открытие не только расширяет границы спектроскопии, но и может стать основой для новых прорывов в квантовых вычислениях, материаловедении и медицине.
Все последние новости науки и техники читайте на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Ученые из Университета Пенсильвании разработали революционную квантовую технологию, способную фиксировать сигналы от отдельных атомов, что открывает невиданные ранее горизонты для науки.