بوصلة الألماس ترى الذرات ⚡ экспресс
تمكن الباحثون من تحديد مواقع العيوب الذرية المنفردة في الألماس بدقة تصل إلى أجزاء من النانومتر. يشبه الأمر قدرتنا على تحديد مكان حبة رمل في ملعب كرة القدم، لكن بدقة تفوق ذلك بمليون مرة. هذه التقنية قد تساعد، على سبيل المثال، في دراسة الجزيئات المفردة داخل الخلايا الحية. برأيكم، هل سنتمكن يومًا من مشاهدة عمل البروتينات في الزمن الحقيقي؟
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.