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
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука