El pulso del corazón magnético de un átomo a medida que funciona de un lado a otro entre los estados cuánticos se ha programado en un laboratorio.
Los físicos usaron un microscopio de túnel de exploración Observar electrones a medida que se movían en sincronización con el núcleo de un átomo de titanio-49, lo que les permite estimar la duración del latido magnético del núcleo de forma aislada.
“Estos hallazgos” escriben en su papel“Da una visión a escala atómica de la naturaleza de la relajación de giro nuclear y son relevantes para el desarrollo de plataformas QBIT ensambladas atómicamente”.
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Spin es un término que los físicos usan para describir una versión cuántica de momento angular. No solo es fundamental para el comportamiento de los imanes, sino que a menudo forma la base de computación cuántica Como un “bit” de información, conocido como qubit.
Numerosas partículas subatómicas que zumban en una tormenta cuántica contribuyen al giro general de un núcleo, aunque el flip-flop de los giros colectivos a medida que adoptan una configuración está fácilmente influenciada por el entorno del átomo. Conocer las características de este estado colectivo de spin antes de que el medio ambiente se meta con él podría dar a los ingenieros un nuevo tipo de qubit para jugar.
Sin embargo, observar el estado de giro de un núcleo sin afectarlo plantea un dilema real. Entonces, un equipo dirigido por los físicos Evert Stolte y Jinwon Lee de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos pensaron que podrían usar el comportamiento de los electrones en un átomo como proxy.
Hace varios añoslos investigadores determinaron que podrían usar lo que se conoce como el interacción hiperfina entre los electrones y su núcleo como guía, sin necesidad de interferir directamente con su danza magnética.
“La idea general se había demostrado hace unos años, haciendo uso de la llamada interacción hiperfina entre el electrones y los giros nucleares”. explica el físico Sander Otte de la Universidad Tecnológica de Delft. “Sin embargo, estas mediciones tempranas fueron demasiado lentas para capturar el movimiento del giro nuclear con el tiempo”.
Para compensar esto, los investigadores desarrollaron un esquema de medición pulsado, por el cual un microscopio de túnel de barrido mide un átomo con un giro nuclear conocido en pulsos cortos con una ruptura intermedia, en lugar de una medición continua.
https://www.youtube.com/watch?v=wneqrq6nyuw FrameBorDer = “0 ″ PERTER =” Acelerómetro; Autoplay; portapapeles-escritura; Media encriptada; giroscopio; imagen en imagen; Web-SHARE “referRerPolicy =” Strict-Origin-when-Cross-Origin “PermishFullScreen>Eligieron para su experimento un isótopo estable y natural de titanio llamado titanio-49. Este isótopo es una opción popular para la investigación de física nuclear porque su núcleo ha interesantes propiedades reactivas magnéticas y un fuerte giro que los científicos pueden manipular para comprender el comportamiento de los núcleos atómicos.
Bajo su régimen pulsado, Stolte y Lee observaron la conmutación del átomo en tiempo real en la lectura que se muestra en la pantalla de su computadora. Determinaron que hubo un intervalo de tiempo de aproximadamente cinco segundos entre cada interruptor, una medida que podían funcionar más rápido que el núcleo oscilado.
“Pudimos demostrar que este cambio corresponde al giro nuclear volteando de un estado cuántico a otro, y de regreso”, nuevamente “. Stolte dice. “El primer paso en cualquier nueva frontera experimental es poder medirla, y eso es lo que pudimos hacer por los giros nucleares a escala atómica”.
La investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.