Наблюдение вращения

Физики могут теперь обнаружить вращение единственного электрона в гладком чипе кремнезема. Подвиг отмечает значительный шаг к наблюдению отдельных атомов в материале — предпосылка для строительства микроскопа, который мог нанести на карту трехмерную структуру молекул — и может оказаться критически важным для так называемых spintronic устройств, включая некоторые виды квантовых компьютеров.

Исследователи могут уже визуализировать отдельные атомы с просмотром туннелирования и атомных микроскопов силы, но только на поверхности образца. Они могут всмотреться в материалах с магнитно-резонансной томографией, но в то время как получающиеся изображения полезны для врачей, они находятся на далеком расстоянии от атомной резолюции.

Исследователи могли обострить картину, если бы у них был способ непосредственно измерить магнитную силу вращения протона (квантовое механическое свойство, это — сущность магнетизма). Это — жесткая проблема. Эти силы, измеренные в attonewtons, чрезвычайно слабы. Сделать работу легче, группа во главе с физиком Дэниелом Ругэром из Научно-исследовательского центра IBM Альмаден в Сан-Хосе, Калифорния, изложенная в 1996 для обнаружения вращения единственного электрона, имеющего магнитный момент, в 600 раз более сильный, чем протон.

Бригада сделала гибкую консоль, всего 85 микрометров длиной и 100 миллимикронов шириной, и добавила сильный магнит в наконечнике. Применяя высокочастотное магнитное поле, они управляли вращением электрона так, чтобы это нашло отклик у магнитного поля вокруг консольного наконечника. Тогда они устанавливают консольное шевеление. Если наконечник колебался выше электрона с обнаружимым вращением, резонанс неоднократно щелкал вращением электрона, давая консоли небольшое повышение каждый раз. Регулярное подталкивание показало вращение в условиях шума, созданного электростатическим намного более сильным и силы Ван-дер-Ваальса, сообщают исследователи на этой неделе по своей природе.

«Это — вполне впечатляющее достижение», говорит физик Питер Кристофер Хаммель из Университета штата Огайо, Колумбус. В отличие от других методов обнаружения единственных вращений, он говорит, новый метод имеет преимущество работы над многими видами материалов. Бригада Ругэра улучшает резолюцию путем охлаждения системы и снабжения оборудованием консоли с более сильным магнитом. Это должно увеличить резолюцию и скорость достаточно для предоставления возможности 2D и 3D просмотров, говорит Ругэр.

Добавить комментарий