Ученые из Университета Пенсильвании разработали революционную квантовую технологию, способную фиксировать сигналы от отдельных атомов, что открывает невиданные ранее горизонты для науки. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.

Прорыв в ядерной спектроскопии

Новая методика представляет собой усовершенствованную версию ядерного квадрупольного резонанса (NQR), традиционно используемого для анализа фармацевтических препаратов и обнаружения взрывчатых веществ. Теперь технология позволяет фиксировать сигналы от отдельных атомов, что ранее считалось невозможным.

«Мы смогли изолировать ядра и выявить мельчайшие различия в молекулах, которые раньше считались идентичными», — отметил Ли Бассетт, руководитель лаборатории квантового проектирования Пенсильванского университета и старший автор исследования. По его словам, эта технология дает возможность изучать молекулярную структуру и динамику на совершенно новом уровне.

Неожиданное открытие

Ключевое открытие произошло случайно, во время работы с так называемыми азотными вакансиями в алмазах — микроскопическими дефектами, используемыми в квантовой сенсорике. Алекс Брайтвейзер, один из авторов исследования, заметил необычные сигналы, которые вначале были приняты за экспериментальный артефакт. Однако дальнейший анализ показал, что команда столкнулась с физическим эффектом, ранее считавшимся незначительным.

«Мы осознали, что не просто наблюдаем аномалию, а открываем новый режим физики», — объяснил Брайтвейзер, ныне работающий исследователем в IBM.

Применение и перспективы

Новая методика позволяет рассматривать индивидуальные молекулярные взаимодействия, что особенно важно для разработки лекарств и изучения белков. «Это похоже на то, как если бы мы смогли выделить одну строку данных из огромной таблицы», — пояснил Матье Уэлле, другой соавтор исследования.

Работа проводилась при сотрудничестве с Делфтским техническим университетом в Нидерландах, что позволило объединить экспериментальную физику, квантовую сенсорику и теоретическое моделирование.

Эта технология имеет потенциал для решения ключевых научных задач, включая изучение механизмов, управляющих молекулами. Открытие не только расширяет возможности спектроскопии, но и может привести к новым прорывам в области квантовой физики и медицины.

Читайте все последние новости технологии на New-Science.ru