Используя двумерную электронную спектроскопию на пико- и фемтосекундных временных масштабах, исследовательская группа во главе с Грэмом Флемингом, вице-канцлером по исследованиям Калифорнийского университета в Беркли и научным сотрудником отдела физических биологических наук лаборатории Беркли, записала беспрецедентные наблюдения за движением энергии через примеси алмаза размером с атом, известные как центры вакансий азота (NV). NV-центр создается, когда два соседних атома углерода в кристалле алмаза заменяются атомом азота и пустым промежутком.«Использование нами двумерной электронной спектроскопии позволило нам по существу отображать поток энергии через NV-центр в реальном времени и наблюдать критические квантово-механические эффекты», — говорит Флеминг. «Результаты имеют большое значение для магнитометрии, квантовой информации, нанофотоники, зондирования и сверхбыстрой спектроскопии».
Флеминг является автором статьи в Nature Physics, в которой описывается это исследование, озаглавленное «Колебательная и электронная динамика азотно-вакансионных центров в алмазе, обнаруженная с помощью двумерной сверхбыстрой спектроскопии». Ведущий автор — Ванесса Хакстер, бывший член исследовательской группы Флеминга, а ныне профессор Университета Аризоны. Другими соавторами являются Томас Оливер и Дмитрий Будкер, которые работают совместно с Berkeley Lab и Калифорнийским университетом в Беркли.Эти измерения с помощью двумерной электронной спектроскопии предоставили нам первое окно в сверхбыструю динамику NV-центров в алмазе, — говорит Хакстер. «Мы смогли наблюдать ранее скрытые колебательные и электронные свойства системы NV-центров, включая открытие колебательных когерентностей. длительностью около двух пикосекунд, что в квантово-механическом масштабе является удивительно долгим временем ».
Учитывая повсеместное присутствие слабых магнитных полей, достаточно чувствительный детектор может использоваться в широком диапазоне приложений, включая медицинские диагностические и лечебные процедуры, химические анализы, разведку энергетики и национальную безопасность (для обнаружения взрывчатых веществ). Алмазные NV-центры считаются одними из лучших магнитных сенсоров на наноуровне. Центры Diamond NV также являются многообещающими кандидатами для создания кубитов — данных, закодированных с помощью квантового вращения, а не электрического заряда, которые будут сердцем и душой квантовых вычислений.
Кубиты могут хранить экспоненциально больше данных и обрабатывать их в миллиарды раз быстрее, чем классические компьютерные биты. Однако для того, чтобы эти богатые обещания были полностью выполнены, необходимо гораздо лучшее фундаментальное понимание динамики электронного состояния, когда NV-центр находится под напряжением.Соавтор статьи Будкер, профессор физики Калифорнийского университета в Беркли из отдела ядерных наук и ведущий специалист в области физики NV-центров, говорит: «NV-центры в алмазе уже становятся рабочей лошадкой в магнитометрии и других сенсорных областях, но они остаются чем-то вроде черного ящика. в том, что мы до сих пор не знаем, понимаем некоторые важные особенности их энергетических уровней и динамики. Наши результаты в этом исследовании обеспечивают отправную точку для нового понимания таких критических явлений электронного состояния, как дефазировка, спиновая адресация и релаксация ».
Это исследование стало возможным благодаря уникальной методике 2D электронной спектроскопии, которая была впервые разработана Флемингом и его исследовательской группой для изучения квантово-механических основ фотосинтеза. Этот сверхбыстрый метод позволяет исследователям отслеживать передачу энергии между атомами или молекулами, которые связаны (связаны) посредством своих электронных и колебательных состояний. Отслеживание осуществляется как во времени, так и в пространстве.
Это достигается путем последовательного мигания света от трех лазерных лучей на образце, в то время как четвертый луч служит гетеродином для усиления и согласования по фазе результирующих спектроскопических сигналов.«Обеспечивая фемтосекундное временное разрешение и нанометровое пространственное разрешение, двумерная электронная спектроскопия позволяет нам одновременно отслеживать динамику множества электронных состояний», — говорит Флеминг, сравнивший эту технологию с ранними супергетеродинными радиоприемниками.В этом новом исследовании использование 2D электронной спектроскопии показало, что колебательные моды NV-центров в алмазе — предмет пристального научного интереса, поскольку эти моды напрямую влияют на оптические свойства и свойства материала — сильно связаны с дефектом.
«Мы смогли идентифицировать ряд отдельных колебательных мод и обнаружили, что почти все эти моды были локальными по отношению к центрам дефектов и были когерентными — квантово-механически связанными — в течение примерно двух пикосекунд», — говорит Хакстер.«Благодаря сочетанию теории и наблюдений исследователи заподозрили, что колебательные моды NV-центра были в первую очередь локальными для дефекта, но наше прямое наблюдение вибраций и их связи с состояниями возбуждения подтверждает эту идею».Кроме того, исследователи также смогли измерить безызлучательную релаксацию в возбужденном состоянии — свойство, которое необходимо понять и использовать для создания кубитов.
«Мы обнаружили, что временной масштаб безызлучательной релаксации для NV-центров в алмазе составляет около четырех пикосекунд, что оказалось медленнее, чем мы ожидали, учитывая количество колебательных состояний», — говорит Хакстер.Информация, полученная в результате этого исследования, должна позволить настроить свойства NV-центров в алмазах и открыть новые возможности для исследований.
«Например, оптически накачивая NV-центры, мы могли бы возбуждать фононные моды в зависимости от их коэффициентов связи», — говорит Флеминг. «Это позволило бы разработать алмазы с NV-центрами, которые можно было бы использовать для квантового хранения и обработки информации на основе как фононов, так и спина».Это исследование было поддержано в основном грантом Национального научного фонда.
вУмный шо вУтка )))
Куеаый из тебя математик.
Какую войну,придурок? Перестрелки на линии?
О, люмпен со своими байками вылез.
Нет, Цезарь, уже нет))
Выборы это хорошо!
Этот период истории, конечно же, очень интересен, своеобразное дежавю, страна, которая занимает 1/8 суши, занимается маразмом, прикрывая банальную неспособность развивать собственную територию, раскрывать огромнейший потенциал, причина агрессии и окупации со стороны РФ простой совковый фашизм на фоне коррупции, лживости и лицемерности режима Путина.
Естественно, а будет ещё больше.
Вот работничек,ради жены разрешил ломбардам и ростовщикам работать,и ему мало — прям и дальше рвётся в бой,касатик))))))
Потом, по традиции, суды))