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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Из-за глобального потепления грядут суровые зимы 20.06.2012 Прошлой зимой в середине января сильное похолодание обрушилось на Центральную и Восточную Европу - температура упала до -30 градусов Цельсия, а сугробы выросли до крыш домов. Аналогичные погодные "приключения" в течение двух последних лет пережили и жители нескольких восточных городов США, таких как Вашингтон, Нью-Йорк и Филадельфия. Ученые из Лаборатории Земли и атмосферных наук Корнельского университета считают, что в будущем подобные явления будут происходить все чаще. По их мнению, это связано с резким таянием арктического морского льда, которое приведет к гораздо более серьезным и быстрым изменениям климата, чем кажется большинству неспециалистов. Таяние арктического морского льда может вызвать эффект домино, который резко увеличит вероятность суровых зим в средних широтах Северного полушария. Глобальное потепление увеличивает таяние морского льда в летний период, открывая темные воды океана для солнечного света. Это приводит к большему поглощению солнечного излучения и избыточному нагреву океана в летний период. Излишки тепла выделяются в атмосферу в основном осенью, снижая градиент температуры и атмосферного давления между Северным Ледовитым океаном и средними широтами. Это позволяет холодному полярному воздуху беспрепятственно проникать в более низкие широты и вызывать суровые заморозки и обильные снегопады в Европе и США. Все возрастающая неустойчивость климата приводит к непредсказуемым аномалиям: в одних частях Северного полушария зимы могут быть рекордно теплыми, а в других - с суровыми заморозками и снегопадами. Причем последних с каждым десятилетием будет все больше.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026