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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Щит для лунной базы 23.09.2005 Американские ученые предлагают защищать лунную базу с помощью электромагнетизма. Одна из главных опасностей, которая подстерегает будущих колонистов на Луне, - электрически заряженные частицы: электроны, протоны и голые ядра, летящие с огромной скоростью от Солнца и далеких сверхновых. Как с ним справиться? Ядерные реакторы, например, укрывают бетонными блоками. Будь на спутнике вода, защитные бункеры удалось бы построить изо льда и лунной пыли. Чарльз Бюлер и Джон Лэйн из НАСА предложили неожиданный и простой способ - использовать силовое поле. Отводить опасную радиацию от поселенцев будут 5-6 надувных проводящих шаров диаметром около пяти метров, заряженных до сотни мегавольт. Напряжение огромное, но токи очень малы, так как заряд на сферах статический, и для его поддержки не надо много энергии. Сферы, покрытые тончайшим слоем золота, ученые предлагают изготовить из тонкого и прочного материала вектрана, из которого сделаны шары, смягчившие недавние посадки марсоходов. Один ряд таких сфер будет отталкивать положительно заряженные частицы из космоса, а другой ряд, ближе к базе, - отрицательно заряженные.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026