Gyémántvágási pontosság: Az Illinoisi Egyetem gyémánt érzékelőket fejleszt neutronkísérletekhez és kvantuminformáció-tudományhoz

Kezdőlap > nyomja meg > Precíziós gyémántvágás: Az Illinoisi Egyetem gyémánt érzékelőket fejleszt neutronkísérletekhez és kvantuminformáció-tudományhoz

A művész alkotása a Beck csoport által kifejlesztett nitrogén-üresedés-gyémánt érzékelőt illusztrálja. A belső rácsvonalak a lézerfény útját jelzik a gyémánton belül – a bejövő sugár (vastagabb piros vonal) ismételten visszaverődik a gyémánt érzékelőn belül, amíg nem találkozik a vágott sarokkal, ahol kibukkan (a vékonyabb piros vonal). Kép: Yasmine Steele az Illinois Physics CREDIT-hez A Grainger Mérnöki Főiskola az Illinois Urbana-Champaign Egyetemen

Absztrakt:
Az Illinois Urbana-Champaign Egyetem magfizikai csoportja új fizikát keres a neutronokban, elektromosan semleges részecskékben, amelyek az atommagokat az erős erőnek nevezett kölcsönhatás mellett tartják össze. Az oktatók és a kutatók részt vesznek az Oak Ridge National Laboratory nEDM kísérletében, amely a neutron elektromos dipólusmomentumát méri, amely tulajdonság lehetővé teszi, hogy a neutronok semlegességük ellenére kölcsönhatásba lépjenek az elektromos mezőkkel. A pontos mérés korlátozza az elméleteket, amelyek kiterjesztik a részecskefizika jelenlegi standard modelljét. Ennek eléréséhez a kutatóknak pontosan mérniük kell a nagyon erős elektromos mezők finom változásait.

Gyémántvágási pontosság: Az Illinoisi Egyetem gyémánt érzékelőket fejleszt neutronkísérletekhez és kvantuminformáció-tudományhoz

Urbana, IL | Feladás dátuma: 14. április 2023

Douglas Beck fizikaprofesszor támogatást kapott az Energiaügyi Minisztériumtól, hogy olyan érzékelőket fejlesszenek ki, amelyek nitrogén üresedési gyémántból állnak, egy olyan anyagból, amelynek kvantumtulajdonságai alacsony hőmérsékleten szokatlanul érzékennyé teszik az elektromos mezőkre. Kutatócsoportja kimutatta, hogy az anyag erős elektromos mezőket képes mérni, és a díj lehetővé teszi a kutatók számára, hogy az nEDM-kísérletben használatra kész szenzorokat készítsenek. Ezenkívül az anyag kvantumtulajdonságai ígéretes jelöltté teszik a kvantuminformáció-tudomány számára. A kutatók ezeket a potenciális alkalmazásokat is megvizsgálják.

Beck elmagyarázta, hogy a kémiailag hozzáadott nitrogén-üresedés vagy NV szennyeződések szokatlan elektromos térérzékenységet adnak a gyémántnak. "Ezek a szennyeződések olyan régiók, ahol egy extra nitrogénatom és egy lyuk [vagy üresedés] található, ahol a szénatomok általában lennének" – mondta. „Ha az anyagot 20 fokkal az abszolút nulla fölé hűtjük, a szennyeződések kvantumrendszert alkotnak, amely reagál az elektromos mezőkre. Ez meglehetősen szokatlan tulajdonság, mivel nem sok rendszer reagál az elektromos mezőkre, és ez teszi különlegessé az NV gyémántot.”

Az NV rendszer még érzékenyebbé tehető, ha egy adott kvantumállapotban készül. Ahelyett, hogy hagynák a rendszert a legalacsonyabb energiájú állapotában maradni, miután lehűtötték, a kutatók a legalacsonyabb és a következő legalacsonyabb energiájú állapotok kvantum-szuperpozícióját alkotják, amelyet sötét állapotnak neveznek, és azért nevezték el, mert nem lép kölcsönhatásba a fénnyel. "Bizonyos értelemben a név azt sugallja, hogy immunis a környezettel való kölcsönhatásokra" - mondta Beck. "Mivel hosszú életű, nagyon élesen meghatározott energiája van, ami nagyon pontosan megmondja, mekkora az elektromos mező."

Beck csoportja bebizonyította, hogy ez a jelenség lehetővé teszi az NV gyémánt számára erős elektromos mezők mérését, és a díj lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megbízható, robusztus érzékelőket fejlesszenek ki az alapján. Ez magában foglalja az érzékelők olyan egységekre való csomagolását, amelyek könnyen csatlakoznak a vezérlésükre használt lézerekhez, és minimalizálják a háttérzaj hatását. Beck szerint a dinamikus szétkapcsolásnak nevezett kvantumtechnikát is vizsgálják, amely lehetővé tenné számukra a kísérleti tökéletlenségek hatásának hatékony visszafordítását. Ez még pontosabbá tenné a már eddig is precíz elektromos tér méréseket.

A kutatás másik célja az NV gyémánt kvantuminformáció-tudományban való felhasználására vonatkozó javaslatok feltárása. A sötét állapot hosszú élettartama és a környezeti zajokkal szembeni ellenálló képessége ígéretes platformot jelent a kvantumérzékelés és a kvantummemória számára. Sok ilyen alkalmazás attól függ, hogy a kvantumrendszereket összenyomott állapotokba kell helyezni, amelyek rendelkeznek a Heisenberg-elv által megengedett minimális bizonytalansággal. Számos javaslat született az NV gyémántban összenyomott állapotok létrehozására, és Beck csoportja felméri ezek megvalósíthatóságát.

Ezt a munkát három év alatt 650,000 XNUMX dollárral támogatják, amelyet a Quantum Horizons kezdeményezés ítél oda az Energiaügyi Minisztérium Nukleáris Fizikai programjában.

####

További információért kattintson a gombra itt

Elérhetőségek:
Cassandra Smith
Illinois Egyetem Grainger Műszaki Főiskola

Copyright © University of Illinois Grainger College of Engineering

Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.

A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.

Könyvjelző:

Kapcsolódó hírek Sajtó

Hírek és információk

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

Hatékony hőelvezető perovszkit lézerek nagy hővezető képességű gyémánt szubsztrátum felhasználásával Április 14th, 2023

Nanobiotechnológia: Hogyan oldják meg a nanoanyagok biológiai és orvosi problémákat Április 14th, 2023

Új fejlesztések a bioszenzortechnológiában: a nanoanyagoktól a rák kimutatásáig Április 14th, 2023

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

Fizika

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

Kvantumfizika

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

Az új kísérlet a kvantuminformációkat a technológiák között fordítja le, ami fontos lépés a kvantuminternet számára Március 24th, 2023

A félvezető rács összekapcsolja az elektronokat és a mágneses momentumokat Március 24th, 2023

Lehetséges jövők

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

A mechanikai energia kívánt irányba történő csatornázása Április 14th, 2023

A beültethető eszköz csökkenti a hasnyálmirigy-daganatokat: A hasnyálmirigyrák megszelídítése intratumorális immunterápiával Április 14th, 2023

A manchesteri grafén spin-out 1 milliárd dollár értékű megállapodást ír alá a globális fenntarthatósági kihívások leküzdésére: mérföldkőnek számító megállapodás a grafén kereskedelmi forgalomba hozataláról Április 14th, 2023

Érzékelők

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

Nanobiotechnológia: Hogyan oldják meg a nanoanyagok biológiai és orvosi problémákat Április 14th, 2023

A tudósok a fény manipulálásának határait feszegetik szubmikroszkópos szinten Március 3rd, 2023

A TUS kutatói egy egyszerű, olcsó megközelítést javasolnak a szén nanocső huzalozásának műanyag fóliákon történő előállításához: A javasolt módszerrel olyan vezetékeket állítanak elő, amelyek alkalmasak teljesen széntartalmú eszközök fejlesztésére, beleértve a rugalmas érzékelőket, valamint az energiaátalakító és -tároló eszközöket. Március 3rd, 2023

felfedezések

Hatékony hőelvezető perovszkit lézerek nagy hővezető képességű gyémánt szubsztrátum felhasználásával Április 14th, 2023

Az adatok most már fénysebességgel feldolgozhatók! Április 14th, 2023

A mechanikai energia kívánt irányba történő csatornázása Április 14th, 2023

A beültethető eszköz csökkenti a hasnyálmirigy-daganatokat: A hasnyálmirigyrák megszelídítése intratumorális immunterápiával Április 14th, 2023

Anyagok/Metaanyagok

Nanobiotechnológia: Hogyan oldják meg a nanoanyagok biológiai és orvosi problémákat Április 14th, 2023

Új fejlesztések a bioszenzortechnológiában: a nanoanyagoktól a rák kimutatásáig Április 14th, 2023

A kétrétegű PET/PVDF szubsztráttal megerősített szilárd polimer elektrolit javítja a szilárdtest lítium fém akkumulátor teljesítményét Március 24th, 2023

A szerszámokon a gyémántfilm nem egyenletes képződésének mechanizmusának megértése: egy kisebb környezeti hatású száraz folyamat felé vezető út. Március 24th, 2023

Közlemények

Nanobiotechnológia: Hogyan oldják meg a nanoanyagok biológiai és orvosi problémákat Április 14th, 2023

Új fejlesztések a bioszenzortechnológiában: a nanoanyagoktól a rák kimutatásáig Április 14th, 2023

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

Az adatok most már fénysebességgel feldolgozhatók! Április 14th, 2023

Interjúk/Könyvkritikák/Esszék/Riportok/Podcastok/Fogyóiratok/Fehér papírok/Poszterek

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

Hatékony hőelvezető perovszkit lézerek nagy hővezető képességű gyémánt szubsztrátum felhasználásával Április 14th, 2023

A mechanikai energia kívánt irányba történő csatornázása Április 14th, 2023

A beültethető eszköz csökkenti a hasnyálmirigy-daganatokat: A hasnyálmirigyrák megszelídítése intratumorális immunterápiával Április 14th, 2023

Kvantum nanotudomány

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

A félvezető rács összekapcsolja az elektronokat és a mágneses momentumokat Március 24th, 2023

A kagome fém szupravezető képességének megsemmisítése: a kvantumátmenetek elektronikus vezérlése a jövő alacsony energiaigényű elektronikájának jelölt anyagában Március 3rd, 2023

A tudósok fokozzák a kvantumjeleket, miközben csökkentik a zajt: a zaj széles frekvencia sávszélességen történő „kiszorítása” egy kvantumrendszerben gyorsabb és pontosabb kvantummérésekhez vezethet Február 10th, 2023

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
• Forrás: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57329