Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, conseguiram ver o núcleo magnético de um átomo nas costas. Eles caíram ‘rotação’ atômica através de elétrons no mesmo átomo através da agulha do microscópio de tunelamento de varredura. Para sua surpresa, a rotação foi estável por alguns segundos que fornecem o aumento do controle do núcleo magnético. Pesquisa, publicada ComunicaçãoUm passo à frente para a detecção quântica em escala nuclear.
Um microscópio de túnel de varredura (STM) é composto de uma agulha atômica que pode ‘sentir’ um único átomo em uma superfície e criar uma figura com resolução nuclear. Ou específico para dizer, o STM só pode sentir Elétron Ele envolve o núcleo nuclear. Tanto o elétron quanto o núcleo de um átomo são potencialmente pequenos magnéticos. Dependendo do tipo de átomo, cada um carrega uma quantidade chamada ‘spin’, o equivalente quântico-mecânico do magneticismo. Meça a velocidade de uma pessoa Elétron O spin foi alcançado com um STM pela primeira vez há uma década. O grupo de pesquisa de Tu Delft, liderado pelo professor Sandar Ottat, queria saber: eles podem usar um STM para ler a rotação atômica no tempo, a outra parte do átomo?
Rotação atômica
O STM não é diretamente sensível a rotações nucleares; portanto, a equipe precisa usar elétrons indiretamente para ler a rotação nuclear. “O conceito geral foi mostrado há alguns anos, usando a interação hiperfina de som entre giros eletrônicos e nucleares”, explica isso. No entanto, essas medições iniciais foram muito lentas para capturar a velocidade da rotação nuclear ao longo do tempo. “
Mais rápido
O primeiro autor do primeiro autor Evert Stall e Jinwan Lee viajou para realizar uma medida rápida em um átomo conhecido por transportar rotação nuclear. Em sua emoção, eles observaram a troca de sinal entre dois níveis distintos em tempo real, vivem na tela do computador. “Conseguimos mostrar que essa troca está de cabeça para baixo de um estado quântico para o outro estado quântico e volta novamente”, diz Stall. Eles decidiram que demorou cerca de cinco segundos antes da mudança de rotação, muito mais do que outros sistemas quânticos disponíveis para o STM. Por exemplo, a vida útil da rotação do elétron no mesmo átomo é próxima a cerca de 100 nanossegundos.
Reedout de tiro único
Como os pesquisadores podem medir o estado de rotação nuclear mais rápido que o flip e, medindo (principalmente) eles mesmos, eles alcançaram o “Reedout de tiro único”, assim -sem nenhum flip. Ele expõe possibilidades experimentais emocionantes para o controle de rotação nuclear. Além disso, o progresso básico no Reedout e o controle das rotações nucleares na superfície pode ajudar em aplicações como simulação quântica ou detecção quântica na escala nuclear a longo prazo. Barraca: “O primeiro passo em qualquer nova fronteira experimental é poder medi -la e é isso que conseguimos fazer para rotação nuclear em escala nuclear”.
