Natančnost diamantnega reza: Univerza v Illinoisu bo razvila diamantne senzorje za nevtronske eksperimente in kvantno informacijsko znanost

Domov > Pritisnite > Natančnost diamantnega reza: Univerza v Illinoisu bo razvila diamantne senzorje za nevtronske eksperimente in kvantno informacijsko znanost

Umetnikova upodobitev ponazarja diamantni senzor za prosti dušik, ki ga bo razvila skupina Beck. Notranje mrežne črte predstavljajo pot laserske svetlobe znotraj diamanta – vhodni žarek (debelejša rdeča črta) se vedno znova odbije v diamantnem senzorju, dokler ne naleti na odrezani kot, kjer se pojavi (tanjša rdeča črta). Slika Yasmine Steele za Illinois Physics CREDIT Grainger College of Engineering na Univerzi Illinois Urbana-Champaign

Povzetek:
Skupina za jedrsko fiziko na Univerzi Illinois Urbana-Champaign išče dokaze o novi fiziki v nevtronih, električno nevtralnih delcih, ki držijo atomska jedra skupaj z interakcijo, imenovano močna sila. Fakulteta in raziskovalci sodelujejo v eksperimentu nEDM v Nacionalnem laboratoriju Oak Ridge, ki bo meril nevtronov električni dipolni moment, lastnost, ki nevtronom omogoča interakcijo z električnimi polji kljub njihovi nevtralnosti. Natančna meritev bo omejila teorije, ki razširjajo trenutni standardni model fizike delcev. Da bi to dosegli, morajo raziskovalci natančno izmeriti subtilne spremembe v zelo močnih električnih poljih.

Natančnost diamantnega reza: Univerza v Illinoisu bo razvila diamantne senzorje za nevtronske eksperimente in kvantno informacijsko znanost

Urbana, IL | Objavljeno 14. aprila 2023

Profesor fizike Douglas Beck je prejel štipendijo Ministrstva za energijo za razvoj senzorjev, ki temeljijo na diamantu prostih dušikovih prostorov, materialu, katerega kvantne lastnosti pri nizkih temperaturah naredijo nenavadno občutljiv na električna polja. Njegova raziskovalna skupina je pokazala, da lahko material meri močna električna polja, nagrada pa bo raziskovalcem omogočila izdelavo senzorjev, pripravljenih za uporabo v eksperimentu nEDM. Poleg tega je zaradi kvantnih lastnosti materiala obetaven kandidat za kvantno informacijsko znanost. Raziskovalci bodo raziskali tudi te možne aplikacije.

Beck je pojasnil, da kemično dodana dušikova praznina ali NV nečistoče dajejo diamantu neobičajno občutljivost na električno polje. "Te nečistoče so območja z dodatnim dušikovim atomom in luknjo [ali praznino], kjer bi bili običajno ogljikovi atomi," je dejal. »Ko je material ohlajen na manj kot 20 stopinj nad absolutno ničlo, nečistoče tvorijo kvantni sistem, ki se odziva na električna polja. To je precej nenavadna značilnost, ker se na električna polja ne odziva veliko sistemov, zaradi česar je NV diamant poseben.«

Sistem NV je lahko še bolj občutljiv, če je pripravljen v določenem kvantnem stanju. Namesto da bi pustili, da sistem ostane v najnižjem energijskem stanju, potem ko ga ohladijo, raziskovalci oblikujejo kvantno superpozicijo najnižjih in naslednjih najnižjih energijskih stanj, imenovanih temno stanje, imenovano tako, ker ne deluje s svetlobo. "V nekem smislu ime pomeni, da je imun na interakcije z okoljem," je dejal Beck. "Ker ima dolgo življenjsko dobo, ima zelo ostro definirano energijo, ki nam zelo natančno pove, kako veliko je električno polje."

Beckova skupina je dokazala, da ta pojav omogoča diamantu NV merjenje močnih električnih polj, nagrada pa bo raziskovalcem omogočila razvoj zanesljivih, robustnih senzorjev na njegovi osnovi. To bo vključevalo pakiranje senzorjev v enote, ki se takoj povežejo z laserji, ki se uporabljajo za njihov nadzor, in zmanjšajo učinke hrupa v ozadju. Raziskujejo tudi kvantno tehniko, imenovano dinamično ločevanje, ki bi jim omogočila, da učinkovito odpravijo učinke eksperimentalnih nepopolnosti, pravi Beck. To bi naredilo že tako natančne meritve električnega polja še natančnejše.

Drugi cilj raziskave je raziskati predloge za uporabo diamanta NV v kvantni informacijski znanosti. Zaradi dolge življenjske dobe in odpornosti proti okoljskemu hrupu je temno stanje obetavna platforma za kvantno zaznavanje in kvantni spomin. Številne takšne aplikacije so odvisne od postavitve kvantnih sistemov v stisnjena stanja, ki imajo minimalno negotovost, ki jo dovoljuje Heisenbergovo načelo. Bilo je več predlogov za ustvarjanje stisnjenih stanj v diamantu NV in Beckova skupina bo preučila njihovo izvedljivost.

To delo bo podprto s 650,000 $ v treh letih, ki jih bo dodelila pobuda Quantum Horizons v programu jedrske fizike Ministrstva za energijo.

####

Za več informacij kliknite tukaj

Kontakt:
Cassandra Smith
Univerza v Illinoisu Grainger College of Engineering

Avtorske pravice © Univerza Illinois Grainger College of Engineering

Če imate komentar, prosim Kontakt nas.

Izdajalci novic, ne 7th Wave, Inc. ali Nanotechnology Now, so izključno odgovorni za točnost vsebine.

Zaznamek:

Povezane novice Press

Novice in informacije

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Učinkoviti perovskitni laserji za odvajanje toplote z uporabo diamantne podlage z visoko toplotno prevodnostjo April 14th, 2023

Nanobiotehnologija: Kako lahko nanomateriali rešijo biološke in medicinske probleme April 14th, 2023

Nov razvoj biosenzorske tehnologije: od nanomaterialov do odkrivanja raka April 14th, 2023

Založba IOP praznuje svetovni dan kvantne tehnologije z objavo posebne kvantne zbirke in dobitnikov dveh prestižnih kvantnih nagrad April 14th, 2023

Fizika

Založba IOP praznuje svetovni dan kvantne tehnologije z objavo posebne kvantne zbirke in dobitnikov dveh prestižnih kvantnih nagrad April 14th, 2023

Kvantna fizika

Založba IOP praznuje svetovni dan kvantne tehnologije z objavo posebne kvantne zbirke in dobitnikov dveh prestižnih kvantnih nagrad April 14th, 2023

Nov eksperiment prevaja kvantne informacije med tehnologijami v pomembnem koraku za kvantni internet Marca 24th, 2023

Polprevodniška mreža združuje elektrone in magnetne momente Marca 24th, 2023

Možne prihodnosti

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Usmerjanje mehanske energije v želeno smer April 14th, 2023

Naprava za vsaditev zmanjša tumorje trebušne slinavke: Ukrotitev raka trebušne slinavke z intratumoralno imunoterapijo April 14th, 2023

Manchester graphene spin-out podpisuje 1 milijardo dolarjev vredno pogodbo, ki bo spremenila igro za pomoč pri reševanju globalnih izzivov trajnosti: mejniški dogovor za komercializacijo grafena April 14th, 2023

Senzorji

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Nanobiotehnologija: Kako lahko nanomateriali rešijo biološke in medicinske probleme April 14th, 2023

Znanstveniki premikajo meje manipulacije s svetlobo na submikroskopski ravni Marec 3rd, 2023

Raziskovalci TUS predlagajo preprost in poceni pristop k izdelavi ožičenja iz ogljikovih nanocevk na plastičnih folijah: Predlagana metoda proizvaja ožičenje, primerno za razvoj naprav z vso ogljikovo plastjo, vključno s prilagodljivimi senzorji ter napravami za pretvorbo in shranjevanje energije Marec 3rd, 2023

Odkritja

Učinkoviti perovskitni laserji za odvajanje toplote z uporabo diamantne podlage z visoko toplotno prevodnostjo April 14th, 2023

Podatke je zdaj mogoče obdelovati s svetlobno hitrostjo! April 14th, 2023

Usmerjanje mehanske energije v želeno smer April 14th, 2023

Naprava za vsaditev zmanjša tumorje trebušne slinavke: Ukrotitev raka trebušne slinavke z intratumoralno imunoterapijo April 14th, 2023

Materiali / Metamateriali

Nanobiotehnologija: Kako lahko nanomateriali rešijo biološke in medicinske probleme April 14th, 2023

Nov razvoj biosenzorske tehnologije: od nanomaterialov do odkrivanja raka April 14th, 2023

Dvoslojni PET/PVDF trdni polimerni elektrolit, ojačan s substratom, izboljša delovanje polprevodniške litijeve kovinske baterije Marca 24th, 2023

Razumevanje mehanizma neenotnega nastajanja diamantnega filma na orodjih: Utiranje poti do suhega postopka z manjšim vplivom na okolje Marca 24th, 2023

Obvestila

Nanobiotehnologija: Kako lahko nanomateriali rešijo biološke in medicinske probleme April 14th, 2023

Nov razvoj biosenzorske tehnologije: od nanomaterialov do odkrivanja raka April 14th, 2023

Založba IOP praznuje svetovni dan kvantne tehnologije z objavo posebne kvantne zbirke in dobitnikov dveh prestižnih kvantnih nagrad April 14th, 2023

Podatke je zdaj mogoče obdelovati s svetlobno hitrostjo! April 14th, 2023

Intervjuji / Recenzije knjig / Eseji / Poročila / Podcasti / Revije / Bele knjige / Plakati

Nova družina kovinskih grozdov, podobnih kolesu, ima edinstvene lastnosti April 14th, 2023

Učinkoviti perovskitni laserji za odvajanje toplote z uporabo diamantne podlage z visoko toplotno prevodnostjo April 14th, 2023

Usmerjanje mehanske energije v želeno smer April 14th, 2023

Naprava za vsaditev zmanjša tumorje trebušne slinavke: Ukrotitev raka trebušne slinavke z intratumoralno imunoterapijo April 14th, 2023

Kvantna nanoznanost

Založba IOP praznuje svetovni dan kvantne tehnologije z objavo posebne kvantne zbirke in dobitnikov dveh prestižnih kvantnih nagrad April 14th, 2023

Polprevodniška mreža združuje elektrone in magnetne momente Marca 24th, 2023

Uničenje superprevodnosti v kovini kagome: elektronski nadzor kvantnih prehodov v kandidatnem materialu za prihodnjo nizkoenergijsko elektroniko Marec 3rd, 2023

Znanstveniki povečajo kvantne signale in hkrati zmanjšajo hrup: »stiskanje« hrupa prek široke frekvenčne pasovne širine v kvantnem sistemu bi lahko vodilo do hitrejših in natančnejših kvantnih meritev Februar 10th, 2023

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
• vir: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57329