بوصلة الألماس ترى الذرات ⚡ экспресс
مراكز النيتروجين الشاغرة في الألماس هي عيوب نقطية تعمل كبتات كمومية في الحواسيب الكمومية والمجسات. للاستفادة الكاملة من إمكاناتها، يجب التمكن من تحديد مواقع المراكز الفردية بدقة. ولهذا، استخدم العلماء طريقة التصوير المغناطيسي بطريقة فورييه: حيث يولّد جهاز مدمج مزود بتعويض الانجراف الحراري تدرجًا نبضيًا للمجال المغناطيسي يصل إلى 13.5 غاوس/ميكرومتر. وقد أتاح ذلك تحديد موضع مركز NV فردي بدقة قياسية تبلغ 0.28 ± 0.10 نانومتر، وكأننا نتمعن في تفاصيل بمقياس النانومتر. دقة قياس المجال تبلغ 9 نانو تسلا فقط. ومن المثير للاهتمام أن هذه الطريقة قد تساعد في دراسة السبينات داخل البروتينات والخلايا.
في الشبكة البلورية للألماس، تظهر عيوب بين الحين والآخر: تلتقط ذرة نيتروجين مكانًا غريبًا، ويبقى فراغ بجانبها. يتحول هذا الخلل إلى بوصلة ألماسية فائقة الحساسية الألماس - ترتجف إبرتها المغناطيسية عند أدنى مجال خارجي. ومن المفارقات أن هذا العيب، الذي يقلل من قيمة الحجر، أصبح أداة مرغوبة لدى الفيزيائيين.
لرؤية هذه البوصلة بحجم الذرة، بنى العلماء منصة صغيرة لا تخشى تقلبات الحرارة. "نادوا" العيب بسلسلة من النبضات المغناطيسية والتقطوا الصدى - استجابة ضعيفة. قام المسح المغناطيسي بفك شفرة الإشارة وأشار إلى النقطة بدقة مذهلة تبلغ 0.28 نانومتر - أقل من المسافة بين الذرات في البلورة.
في الأساس تكمن الطبيعة الكمومية للعيب: فعزمه المغناطيسي يمكن أن يعمل كـ "كيوبت" - وحدة المعلومات في الحاسوب الكمومي. والآن أصبح بالإمكان استشعار هذه "البوصلات" داخل البروتينات والخلايا الحية، مما يقربنا من عصر الطب الجزيئي.
🎯 هذه العيوب حساسة لدرجة أنها تلتقط المجال المغناطيسي لبروتون واحد - مثل سماع همسة على الضفة الأخرى من المحيط.