Квантовая революция. Американские физики будут измерять электромагнитные поля с помощью алмазов
Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США начала трехлетний проект стоимостью 1 млн долларов по созданию квантовых сенсоров на основе дефектов в кристаллах алмаза.
Об этом сообщает Interesting Engineering.
Исследователи работают с дефектами кристаллической решетки алмаза, возникающими, когда атом азота замещает атом углерода и оказывается рядом с пустотой, оставшейся на месте соседнего отсутствующего атома. Они обладают собственными квантовыми энергетическими состояниями, чувствительными к окружающим магнитным и электрическим полям. Изменения считывают с помощью света и микроволн — так дефект превращается в сверхчувствительный электромагнитный сенсор.
«Это еще один фронт вероятной квантовой революции. Пять или десять лет назад это казалось чем-то вроде научной фантастики, — отметил научный сотрудник Аргоннской национальной лаборатории и соруководитель проекта Назар Делеган. — Но теперь мы склонны считать, что это практические пути к созданию устройств, полезных как для других ученых, так и для нас самих».
Делеган добавляет, что платформа впервые позволит встраивать квантовые сенсоры непосредственно в микроэлектронику. Такие сенсоры будут востребованы в условиях высокого уровня радиации, при необходимости сверхточных измерений или в условиях нехватки места, поскольку алмаз устойчив к излучению.
Руководитель проекта, физик Питер Винтер, говорит, что команда создаст сверхточные датчики, системы картирования магнитных полей на больших площадях и массивы для быстроменяющихся полей. Сначала алмаз адаптируют к потребностям физики высоких энергий, затем испытают в условиях воздействия мощных магнитов и радиации, а в итоге соберут полевые прототипы.
Работу финансирует Министерство энергетики США через программу квантовых информационных наук Управления физики высоких энергий.