Разработан аналог МРТ для визуализации частиц меньше атома

Метод поможет изучать материалы на самом фундаментальном уровне, полагают ученые. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Исследователи из Южной Кореи и Германии разработали инструменты, подобный МРТ, для изучения квантовых материалов. Подобно тому, как томограф показывает в высоком разрешении различные ткани человеческого тела, этот квантовый датчик собирает подробную информацию о таких свойствах, как спин электрона или квантовая запутанность.

Принцип работы квантового датчика. Видео: Institute for Basic Science

Разработанный физиками инструмент представляет собой молекулу, прикрепленную к кончику сканирующего туннельного микроскопа. К вершине наконечника ученые прикрепили атомы Fe и молекулу диангидрида перилентетракарбоновой кислоты (PTCDA). Это позволили исследовать атомы с чрезвычайно близкого расстояния.

В испытаниях ученые показали, что инструмент обнаруживает электрические и магнитные поля с пространственным разрешением в 0,1 ангстрема (10⁻¹¹ м). Это примерно в 10 раз меньше диаметра атома водорода.

Для измерения магнитных и электрических полей используют атомы железа и молекулу PTCDA, прикрепленную к наконечнику тунельного микроскопа. Изображение: Institute for Basic Science

Предыдущие попытки разработать датчик квантового масштаба для измерения электрических и магнитных полей основывались на способности обнаруживать дефект в кристаллической решетке. Поскольку они глубоко встроены в материал, датчик всегда находится на значительном расстоянии от исследуемых атомов, а потому его разрешающая способность оставалась низкой.

Что делает это достижение таким поразительным, так это то, что мы используем изысканно спроектированный квантовый объект для разрешения фундаментальных атомных свойств снизу вверх. Предшествующие методы визуализации материалов использовали большие, громоздкие зонды, чтобы попытаться проанализировать крошечные атомные особенности. Вы должны быть маленькими, чтобы видеть малое.

Дмитрий Бородин, научный сотрудник Центра квантовой нанонауки Института фундаментальной науки в Южной Корее и соавтор исследования

Читать далее:

У всех на виду: где искать путешественников во времени

В нашей галактике нашли еще черную дыру: что в ней особенного

Трекер на гигантской акуле случайно записал столкновение с кораблем

На обложке: кадр из демонстрационного видео.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
«Уэбб» раскрыл тайну центра Млечного Пути: почему там формируется слишком мало звезд
Космос
Рак распространяется как сеть: российские ученые наблюдали в 3D особенности развития опухолей
Наука
Солнечная буря сдавила магнитное поле Юпитера «как гигантский мяч для сквоша»
Космос
Анализ крови определяет стадию болезни Альцгеймера с точностью 92%: это поможет подобрать терапию
Наука
ИИ впервые прошел тест Тьюринга: GPT-4.5 обманул людей в 73% случаев
Новости
В Сколково нашли способ увеличить емкость суперконденсаторов для электромобилей
Наука
ИИ ускорил поиск дефектов трубопроводов в 30 раз
Новости
Под пирамидами Гизы нашли «скрытый город», но с учеными согласны не все
Наука
В Земле нашли «червоточину»: что происходит с литосферой
Наука
Появились новые фото угрожающего Земле астероида
Космос
Российский ИТ-рынок замедляется: почему это происходит и что дальше
Новости
«Яндекс» запустил конкурента Google и ChatGPT: чем отличается и как работает
Новости
Трагедию с Xiaomi на автопилоте начали расследовать в Китае
Новости
Посмотрите, как выглядит самый быстрый пассажирский самолет в мире
Новости
Странная форма материи меняет планеты: как она повлияет на Землю
Космос
Новые фотодиоды в 10 раз чувствительнее аналогов: они пригодятся в медицине
Наука
В России создадут региональный совет по дронам: зачем он нужен
Новости
Государство компенсирует бизнесу 20% затрат на роботов: как работает система
Новости
Разработан маршрутизатор для фотонов: он объединит квантовые компьютеры в единую сеть
Наука
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука