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:

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 Автоматическая система полива Blossom 18.01.2015 Компания Blossom представила новую систему полива лужайки у дома, которая автоматизирует этот процесс и может сократить расход воды. Управление системой осуществляется на ПК, iOS и Android. Контроллер был профинансирован через Kickstarter. В основе системы лежит чип QCA7000 от компании Qualcomm Atheros, который использует технологию коммуникации умного дома по линиям электропитания HomePlug Green PHY. Альтернативным средством связи выступает Wi-Fi. Также компания сотрудничала с производителями шлангов, вентилей и разбрызгивателей для обеспечения более широкой совместимости. А рейтинг IP 54 означает, что контроллер может быть установлен как в помещении, так и на улице. Расписание и режим орошения составляются с помощью облачных вычислений, учитывая погодные условия и количество осадков. Пользователь может настроить до 12 различных зон, нуждающихся в разных условиях полива в зависимости от растительности, типа распылителя и других условий - для каждой из зон может быть установлено собственное расписание. Стоимость оросительного контроллера Blossom составляет $200, причем до 31 декабря он продается со скидкой $50. Поставки устройства начнутся до конца января. Производитель отмечает, что данная покупка себя быстро оправдает, так как сумма счетов за воду может быть уменьшена до 30 %. Следует отметить, что это не первая автоматизированная домашняя система орошения - на рынке уже присутствует аналогичное решение от Rachio, но несколько более дорогое ($250).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026