Квантовый микроскоп видит мельчайшие изменения в атомах

05.05.2022

Физики из Калифорнийского университета в Ирвайне продемонстрировали использование молекулы водорода в качестве квантового датчика в сканирующем туннельном микроскопе (СТМ), оснащенном терагерцовым лазером, который позволяет измерять химические свойства материалов с беспрецедентным разрешением.

Эта новая техника также может быть применена для анализа двумерных материалов, которые потенциально могут сыграть роль в передовых энергетических системах, электронике и квантовых компьютерах.

Исследователи с факультета физики и астрономии и химического факультета UCI описали, как они поместили два связанных атома водорода между серебряным наконечником СТМ и образцом, состоящим из плоской медной поверхности с небольшими островками нитрида меди.

С помощью импульсов лазера длительностью в триллионные доли секунды ученые смогли возбудить молекулу водорода и обнаружить изменения в ее квантовых состояниях при криогенных температурах и в сверхвысоком вакууме прибора, создавая изображения образца масштаба атома.

<< Назад: Электронная кожа, ощущающая прикосновения 05.05.2022

>> Вперед: Климатически нейтральная арена 04.05.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Антиматерия в рамках квантовой теории: и частица, и волна 12.05.2019 Двухщелевой эксперимент демонстрирует один из фундаментальных принципов квантовой физики: точечные частицы также являются волнами. В стандартном варианте эксперимента частицы проходят через пару щелей в твердом барьере. На экране с другой стороны появляется интерференционная картина, типичная для волн. Гребни и впадины, выходящие из каждой щели, усиливают или нейтрализуют друг друга при взаимном перекрытии, создавая чередующиеся полосы высокой и низкой плотности частиц на экране. Такого рода эксперимент выявил корпускулярно-волновую двойственность фотонов, электронов, атомов и даже крупных молекул. Но очень сложно создать сильный однородный пучок античастиц, чтобы провести эксперимент с антиматерией. Теперь новый двухщелевой эксперимент подтвердил волнообразную природу античастицы электрона - позитрона. Исследователи разработали устройство, в котором позитроны, генерируемые в результате радиоактивного распада изотопа натрия-22, проходят через два последовательных ряда вертикальных стержней толщиной менее микрометра. Расстояния между этими стержнями, каждый в несколько сотен нанометров в поперечнике, работают как щели в классическом эксперименте. Волны позитрона распространяются на детектор ядерной эмульсии, где античастицы изменяют химическую структуру кристаллов бромида серебра. Детектор ядерной эмульсии "похож на фотопленку", - говорит соавтор исследования Марко Джаммарки - физик из Национального института ядерной физики в Милане. Проявка ядерной эмульсионной пленки в темной комнате и просмотр ее под микроскопом показывают химические следы позитронов. И действительно, команда Джаммарки обнаружила позитронную интерференционную картину с чередующимися полосами высокой и низкой плотности позитронов. Джаммарки и его коллеги надеются использовать новую технику для исследования природы других конгломератов антиматерии, таких как позитроний.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026