【'量子記者' 衡量一個質子磁共振】

明道

【'量子記者' 衡量一個質子磁共振】

量子記者： 表面旋轉針下質子

單個質子在一個表面上的位置可以被固定下來到內 0.1 毫微米，由於基於核磁共振 （NMR） 由美國的研究人員開發的一種新的量子技術。

方法，在室溫下工作，使用通常被認為是令人討厭因為它會降低以鑽石為基礎的量子比特 （量子比特） 性能的影響。

研究人員說，這項技術能用於研究單個蛋白質或甚至超導體中的自旋。

新方法的核心是發生在鑽石，當兩個連續的碳原子被氮原子和一個空置地盤所取代的晶體缺陷。

這些"氮-空位"（內華達州） 中心有電子的自旋，從它的環境，是很好孤立這意味著他們可能在未來的量子電腦中發揮關鍵作用。

並因為，NV 中心可以排出的只是如果用鐳射激發的單光子量子資訊無法保存很長時間前正在缺損這種時期宣讀了作為一個光子。

金光閃閃核磁共振

說謊深處一顆鑽石的 NV 中心雖然非常孤立，那些在幾納米表面的內表面上的電子自旋與強烈的互動。這類中心不會，因此，被用來製造量子電腦，但物理學家們用他們對金剛石表面的電子特性進行研究。

兩個獨立的團體也用 NV 中心來做核磁共振研究金剛石表面的分子 （見"鑽石縮小古典的磁共振成像和核磁共振").

現在， Alex 蘇什科夫和哈佛大學的同事們開發了一種新的核磁共振技術，它使用表面電子作為"量子記者"來測量單個質子在金剛石表面上的位置。

在未來我們希望它將可用於收集的生物分子，如蛋白質結構資訊

哈佛大學 Alex 蘇什科夫

第一步涉及到映射內幾納米的 NV 中心，是由鑽石施加磁場，然後射擊序列在樣品的脈衝無線電頻率 （RF） 的表面旋轉的位置。這稱為雙電子 — — 電子共振 （鹿），是既定的技術，用於測量電子的分子之間的距離。

資訊提取系統通過測量最後的自旋狀態的 NV 中心通過觀察它發出的螢光。

通過重複測量與磁場在不同的方向，團隊可以將映射表面旋轉靠近內華達州中心的位置 （見圖）。

自旋回波

在實驗中在物理評論快報報導，團隊是能夠找到了幾個納米的 NV 中心內的四個表面旋轉它本身就是約 3 毫微米金剛石的表面之下。該小組然後集中努力靠近內華達州中心旋轉。

利用外加的磁場和不同的射頻脈衝序列，研究者們能夠使附近那個單一的"記者"旋轉磁場"自旋回波"測量。

這種測量方法被受碰巧被貼上金剛石表面的附近質子核的磁矩的存在。

含有兩個質子被視為接近記者自旋和通過的自旋回波資料的仔細分析，團隊是能夠確定的位置內 0.1 到質子毫微米。

這個距離是等同于分子中的原子和固體之間的間距。

這項技術的一個重要的實際特徵是鑽石的敏感，這意味著一系列的分子可能，原則上，研究只是鑽石的它們沉積金剛石表面質子。

蘇什科夫說："我們目前正在將這種技術應用於磁結構成像的簡單分子"。

"在未來，我們希望它將可用於收集生物大分子，比如蛋白質，這不能與其他技術研究的結構資訊。

蘇什科夫還認為它還可能使用量子記者要將允許一些化學反應要監視的時間分辨測量。

隨著進一步發展，可以用記者旋轉來使當地語系化的磁性測量固體材料，如超導體和絕緣體中。

關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

引用：http://www.microsofttranslator.c ... nance-of-one-proton