Teemantlõike täpsus: Illinoisi ülikool töötab välja teemantandureid neutronkatsete ja kvantinfoteaduse jaoks

Teemantlõike täpsus: Illinoisi ülikool töötab välja teemantandureid neutronkatsete ja kvantinfoteaduse jaoks

Allikasõlm: 2591667

Avaleht > press > Diamond cut precision: University of Illinois to develop diamond sensors for neutron experiment and quantum information science

Artist's rendering illustrates the nitrogen-vacancy diamond sensor the Beck group will develop. The internal grid lines represent the path of laser light within the diamond—the incoming beam (thicker red line) is repeatedly reflected within the diamond sensor until it encounters the cut corner where it emerges (the thinner red line). Image by Yasmine Steele for Illinois Physics CREDIT
The Grainger College of Engineering at the University of Illinois Urbana-Champaign
Artist's rendering illustrates the nitrogen-vacancy diamond sensor the Beck group will develop. The internal grid lines represent the path of laser light within the diamond—the incoming beam (thicker red line) is repeatedly reflected within the diamond sensor until it encounters the cut corner where it emerges (the thinner red line). Image by Yasmine Steele for Illinois Physics CREDIT The Grainger College of Engineering at the University of Illinois Urbana-Champaign

Abstraktne:
The nuclear physics group at the University of Illinois Urbana-Champaign is looking for evidence of new physics in neutrons, electrically neutral particles that hold atomic nuclei together with an interaction called the strong force. Faculty and researchers are participating in the nEDM experiment at Oak Ridge National Laboratory which will measure the neutron’s electric dipole moment, a property that allows neutrons to interact with electric fields despite their neutrality. A precise measurement will constrain theories extending the current standard model of particle physics. To achieve this, the researchers must accurately measure subtle changes in very strong electric fields.

Teemantlõike täpsus: Illinoisi ülikool töötab välja teemantandureid neutronkatsete ja kvantinfoteaduse jaoks

Urbana, IL | Posted on April 14th, 2023

Professor of Physics Douglas Beck has been awarded a grant from the Department of Energy to develop sensors based on nitrogen vacancy diamond, a material whose quantum properties at low temperatures make it unusually sensitive to electric fields. His research group has shown that the material can measure strong electric fields, and the award will allow the researchers to construct sensors ready to use in the nEDM experiment. In addition, the material’s quantum properties make it a promising candidate for quantum information science. The researchers will also explore these potential applications.

Beck explained that chemically added nitrogen vacancy, or NV, impurities give diamond unusual electric field sensitivity. “These impurities are regions with an extra nitrogen atom and a hole [or vacancy] where carbon atoms normally would be,” he said. “When the material is cooled to less than 20 degrees above absolute zero, the impurities form a quantum system that responds to electric fields. This is quite an unusual characteristic because not many systems respond to electric fields, and that makes NV diamond special.”

The NV system can be made even more sensitive when it is prepared in a particular quantum state. Instead of letting the system stay in its lowest energy state after they cool it, the researchers form a quantum superposition of the lowest and next-lowest energy states called a dark state, so named because it does not interact with light. “In a sense, the name is meant to suggest that it’s immune to interactions with the environment,” Beck said. “Because it is long lived, it has a very sharply defined energy that very accurately tells us how big the electric field is.”

Beck’s group has demonstrated that this phenomenon enables NV diamond to measure strong electric fields, and the award will allow the researchers to develop reliable, robust sensors based on it. This will involve packaging sensors into units that readily connect with the lasers used to control them and minimize the effects of background noise. They are also investigating a quantum technique called dynamical decoupling that would allow them to effectively reverse the effects of experimental imperfections, according to Beck. This would make the already-precise electric field measurements even more accurate.

Another goal of the research is to explore proposals for using NV diamond in quantum information science. The dark state’s long lifetime and resilience against environmental noise make it a promising platform for quantum sensing and quantum memory. Many such applications depend on placing quantum systems in squeezed states that possess the minimum uncertainty allowed by the Heisenberg principle. There have been several proposals for creating squeezed states in NV diamond, and Beck’s group will survey their feasibilities.

This work will be supported with $650,000 over three years awarded by the Quantum Horizons initiative in the Department of Energy’s Nuclear Physics program.

####

Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin

Kontaktid:
Cassandra Smith
Illinoisi ülikooli Graingeri tehnikakolledž

Autoriõigus © Illinoisi ülikooli Graingeri tehnikakolledž

Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.

Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.

Järjehoidja:
maitsev Digg Newsvine Google Yahoo reddit Magnoliacom Furl Facebook

Seotud uudised Press

Uudised ja teave

Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023

Tõhusad soojust hajutavad perovskiitlaserid, mis kasutavad kõrge soojusjuhtivusega teemantsubstraati Aprill 14th, 2023

Nanobiotehnoloogia: kuidas nanomaterjalid saavad lahendada bioloogilisi ja meditsiinilisi probleeme Aprill 14th, 2023

Biosensortehnoloogia uued arengud: nanomaterjalidest vähi tuvastamiseni Aprill 14th, 2023

IOP Publishing tähistab ülemaailmset kvantipäeva, kuulutades välja spetsiaalse kvantkollektsiooni ja kahe maineka kvantauhinna võitjad Aprill 14th, 2023

Füüsika

IOP Publishing tähistab ülemaailmset kvantipäeva, kuulutades välja spetsiaalse kvantkollektsiooni ja kahe maineka kvantauhinna võitjad Aprill 14th, 2023

Kvantfüüsika

IOP Publishing tähistab ülemaailmset kvantipäeva, kuulutades välja spetsiaalse kvantkollektsiooni ja kahe maineka kvantauhinna võitjad Aprill 14th, 2023

Uus eksperiment tõlgib kvantteavet tehnoloogiate vahel kvantinterneti jaoks oluliseks sammuks Märts 24th, 2023

Pooljuhtvõre ühendab elektronid ja magnetmomendid Märts 24th, 2023

Võimalikud tulevikud

Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023

Mehaanilise energia suunamine eelistatud suunas Aprill 14th, 2023

Implanteeritav seade vähendab pankrease kasvajaid: kõhunäärmevähi taltsutamine kasvajasisese immunoteraapiaga Aprill 14th, 2023

Manchesteri grafeeni spin-out sõlmib 1 miljardi dollari suuruse muutva lepingu, mis aitab lahendada ülemaailmseid jätkusuutlikkuse väljakutseid: grafeeni turustamise maamärk Aprill 14th, 2023

Sensorid

Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023

Nanobiotehnoloogia: kuidas nanomaterjalid saavad lahendada bioloogilisi ja meditsiinilisi probleeme Aprill 14th, 2023

Teadlased nihutavad valguse manipuleerimise piire submikroskoopilisel tasemel Märts 3rd, 2023

TUS-i teadlased pakuvad lihtsat ja odavat lähenemisviisi süsinik-nanotoru juhtmestiku valmistamiseks plastkiledele: pakutud meetodi abil saadakse juhtmestik, mis sobib täielikult süsiniku sisaldavate seadmete, sealhulgas paindlike andurite ning energia muundamise ja salvestusseadmete arendamiseks. Märts 3rd, 2023

Avastused

Tõhusad soojust hajutavad perovskiitlaserid, mis kasutavad kõrge soojusjuhtivusega teemantsubstraati Aprill 14th, 2023

Andmeid saab nüüd töödelda valguse kiirusel! Aprill 14th, 2023

Mehaanilise energia suunamine eelistatud suunas Aprill 14th, 2023

Implanteeritav seade vähendab pankrease kasvajaid: kõhunäärmevähi taltsutamine kasvajasisese immunoteraapiaga Aprill 14th, 2023

Materjalid/metamaterjalid

Nanobiotehnoloogia: kuidas nanomaterjalid saavad lahendada bioloogilisi ja meditsiinilisi probleeme Aprill 14th, 2023

Biosensortehnoloogia uued arengud: nanomaterjalidest vähi tuvastamiseni Aprill 14th, 2023

Kahekihiline PET/PVDF substraadiga tugevdatud tahke polümeeri elektrolüüt parandab tahkis-liitiummetalli aku jõudlust Märts 24th, 2023

Tööriistadel teemantkile ebaühtlase moodustumise mehhanismi mõistmine: tee sillutamine väiksema keskkonnamõjuga kuivale protsessile Märts 24th, 2023

Teated

Nanobiotehnoloogia: kuidas nanomaterjalid saavad lahendada bioloogilisi ja meditsiinilisi probleeme Aprill 14th, 2023

Biosensortehnoloogia uued arengud: nanomaterjalidest vähi tuvastamiseni Aprill 14th, 2023

IOP Publishing tähistab ülemaailmset kvantipäeva, kuulutades välja spetsiaalse kvantkollektsiooni ja kahe maineka kvantauhinna võitjad Aprill 14th, 2023

Andmeid saab nüüd töödelda valguse kiirusel! Aprill 14th, 2023

Intervjuud/raamatuarvustused/esseed/aruanded/podcastid/ajakirjad/valged lehed/plakatid

Uuel rattataoliste metallkobarate perekonnal on ainulaadsed omadused Aprill 14th, 2023

Tõhusad soojust hajutavad perovskiitlaserid, mis kasutavad kõrge soojusjuhtivusega teemantsubstraati Aprill 14th, 2023

Mehaanilise energia suunamine eelistatud suunas Aprill 14th, 2023

Implanteeritav seade vähendab pankrease kasvajaid: kõhunäärmevähi taltsutamine kasvajasisese immunoteraapiaga Aprill 14th, 2023

Kvantnanoteadus

IOP Publishing tähistab ülemaailmset kvantipäeva, kuulutades välja spetsiaalse kvantkollektsiooni ja kahe maineka kvantauhinna võitjad Aprill 14th, 2023

Pooljuhtvõre ühendab elektronid ja magnetmomendid Märts 24th, 2023

Ülijuhtivuse hävitamine kagome metallis: tulevase madala energiatarbega elektroonika kandidaatmaterjali kvantüleminekute elektrooniline juhtimine Märts 3rd, 2023

Teadlased võimendavad kvantsignaale, vähendades samal ajal müra: müra "pigistamine" laial sagedusribal kvantsüsteemis võib viia kiiremate ja täpsemate kvantmõõtmisteni Veebruar 10th, 2023

Ajatempel:

Veel alates Nanotehnoloogia nüüd Viimased uudised