Un diminuto diamante captó una señal cuántica y giró exprés
Un diminuto diamante flota en el aire, sostenido por un campo eléctrico, como una mota de polvo en un rayo de luz. En su interior se esconden defectos: lugares donde un átomo de carbono es reemplazado por nitrógeno y, junto a él, hay un hueco. Estos defectos se comportan como imanes que pueden voltearse con láser y microondas.
Cuando los imanes se voltean, empujan ligeramente el diamante. El empujón es diminuto: como si una hormiga soplara sobre un balón de fútbol. Pero el diamante es tan ligero y está tan bien suspendido que basta para que gire. Los científicos observaron ese giro por la desviación de un rayo láser débil.
Este truco permite leer el estado cuántico no mediante electrónica compleja, sino mediante movimiento ordinario. En el futuro, podría ayudar a crear sensores ultraprecisos y, quizás, a comprobar si un objeto grande puede comportarse como una partícula cuántica.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.02507
Levitated macroscopic particles exhibiting quantum mechanical effects are garnering increased attention as a means for precision sensing and testing quantum mechanics. Defects in diamond, such as the nitrogen-vacancy (NV) centre possess optically-addressable spins with long coherence times at room temperature and offer an intriguing system to examine quantum spin dynamics coupled to a macroscopic classical particle. In this work, we convert the outcome of a quantum measurement on an ensemble of spins into a macroscopic rotation of the host particle via spin-mechanical coupling. Following a sequence of green laser and microwave control pulses, spin-mechanical coupling between the final qubit spin state and the host particle -- an electrically-levitated diamond -- exerts a torque on the particle that deflects a weak near-infra-red laser beam. We measure spin readout contrast in excess of 70\%, and demonstrate pulsed mechanical detection of coherent Rabi oscillations, spin-echo interferometry and $$T_1$$-induced relaxation. We directly measure with temporal resolution the particle reorientation from a 60\,attonewton-metre spin torque induced by flipping the spins. Our results open up interesting new opportunities for levitated spin-mechanical systems using pulsed control, from improved sensing to the prospect of realising macroscopic quantum superposition states.
El diamante del experimento es más pequeño que un grano de arena, pero contiene todo un conjunto de imanes cuánticos, como una ciudad en una gota.
Se parece a los sensores de "Star Trek" que detectan los más mínimos cambios en el espacio.