Измерение магнитного поля на атомном уровне

10.08.2024

Исследователи из Германии и Кореи совершили значительный шаг вперед в изучении квантовых явлений, разработав уникальный квантовый датчик, способный измерять магнитные и электрические дипольные поля с невиданной ранее точностью. Этот одномолекулярный датчик, созданный под руководством Андреаса Хайнриха, Бе Юджонга и Руслана Темирова, открывает новые горизонты в исследовании атомных и молекулярных систем.

Основой работы ученых стал сканирующий туннельный микроскоп (STM), который был усовершенствован для выполнения высокоточных измерений на атомном уровне. На наконечник микроскопа был помещен атом железа и молекула PTCDA (перилен-тетракарбоксидианимид), что позволило исследователям добиться пространственного разрешения в 0,02 нанометра, или 0,2 ангстрема. Это субангстремное разрешение - одно из лучших достижений в области нанотехнологий и квантовой физики.

Ключевым элементом работы датчика стало использование радиочастотного напряжения, которое подавалось на наконечник микроскопа. Это позволило фиксировать электронные спиновые резонансы - явление, при котором электроны в магнитном поле переходят между квантовыми состояниями. Такой подход дал возможность физикам точно измерять магнитные поля вокруг отдельных атомов и молекул, что ранее было невозможно на таком уровне детализации.

В ходе исследования ученые смогли измерить магнитные поля вокруг атома железа и димера серебра, расположенных на поверхности серебра-111 (Ag111). Результаты измерений показали энергетическое разрешение порядка 100 наноэлектронвольт, что является важным достижением для изучения квантовых систем и разработки новых наноустройств. Точные измерения магнитных полей на атомном уровне могут значительно продвинуть вперед разработки в области квантовых компьютеров и нанотехнологий.

Открытие квантового датчика с таким высоким разрешением может стать основой для разработки новых технологий в различных областях науки и промышленности. Возможность измерять и контролировать квантовые состояния с высокой точностью открывает перспективы для создания более совершенных квантовых компьютеров, чувствительных датчиков и других наноустройств, которые могут изменить многие отрасли.

Исследование группы физиков из Германии и Кореи демонстрирует, как квантовые технологии могут расширить наши возможности в изучении микромира. Разработка датчика с субангстремным пространственным разрешением является значительным шагом вперед в квантовой физике и нанотехнологиях. Эти достижения открывают перед учеными новые возможности для исследований, которые могут привести к созданию более сложных и эффективных квантовых устройств, способных решать задачи, ранее считавшиеся неразрешимыми.

<< Назад: Харизматичные люди обладают крепким иммунитетом 10.08.2024

>> Вперед: Факторы влияния окружающей среды на интеллект ребенка 09.08.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива С интернетом мы чувствуем себя умнее 08.04.2015 С появлением всемирной сети огромная масса информации стала легкодоступной: мы в любой момент можем узнать что угодно о чем угодно. Возможно, именно поэтому нам часто кажется, что и сами мы стали умнее. Это вовсе не шутка: эксперименты психологов из Йеля показали, что у людей, сидящих в интернете, действительно усиливается иллюзия собственного интеллекта. В исследовании участвовали около тысячи человек, которые должны были ответить на какой-нибудь вопрос - например, как работает застежка-молния. Только одним предлагали поискать ответ во всемирной сети, а другим давали распечатку текстов с тех веб-сайтов, на которых интернет-группа нашла ответ. То есть информация, по сути, была одна и та же, просто отличалась форма подачи и процесс поиска. Затем и те, и другие должны были сказать, могут ли они ответить на другой вопрос - например, почему облачные ночи теплее безоблачных. Сам ответ здесь был не важен, и отвечать вообще было не обязательно, требовалась только самооценка, уверенность или неуверенность в собственной компетентности. И оказалось, что те, кто ранее искал ответ в интернете, считают себя более знающими, более осведомленными в новой проблеме (хотя очередной вопрос не имел никакого отношения к предыдущему). Более того, интеллектуальная самоуверенность возрастала даже тогда, когда в сети вообще не удавалось найти удовлетворительного ответа (психологи или выбирали слишком сложный вопрос - например, почему история древнего Мероитского царства была более мирной, чем история государств Древней Греции? - или же использовали сетевые фильтры, чтобы сделать недоступными сайты с нужной информацией). До эксперимента уверенность в собственном знании у всех была примерно одинаковой, то есть дело было именно в интернет-поиске. Причем у людей возрастала уверенность именно в их личном интеллекте, то есть они полагали, что они сами по себе много знают, а доступ в сеть тут не при чем. Однако здесь был и другой нюанс: когда человеку предлагали сразу пройти по ссылке к нужной информации, то интеллектуальная самооценка оставалась прежней. Иными словами, важен не просто выход в интернет, а именно активный поиск в нем. Объяснение здесь может быть простое: когда человек ищет ответы с помощью источника, над которым надо потрудиться (например, в книге, или же беседуя с кем-то другим, кому нужно задавать четкие вопросы и анализировать ответы), он успевает осознать, чего именно он не знает. В случае же с интернет-серфингом бывает невозможно различить между собой "то, что я знаю" и "то, что я думаю, что я знаю". Проблема, возможно, не стоила бы разговора, но ведь реальная компетентность после сеанса онлайн-поиска вовсе необязательно возрастает, причем даже если человек в результате ничего не узнал, ему будет казаться, что теперь он знает все обо всем. А теперь помножим вот такой любопытный психологический эффект на всесветную распространенность мобильных гаджетов, подключенных к всемирной сети, и подумаем, не грозит ли нам теперь всеобщий интеллектуальный застой - как результат информационно-технологического прогресса.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025