Los científicos del Instituto Suizo de Nanociencia de la Universidad de Basilea han utilizado resonadores hechos de diamantes monocristalinos para desarrollar un nuevo dispositivo en el que un sistema cuántico se integra en un sistema oscilante mecánico. Por primera vez, los investigadores pudieronmuestran que este sistema mecánico se puede utilizar para manipular coherentemente un espín de electrones incrustado en el resonador, sin antenas externas o estructuras microelectrónicas complejas. Los resultados de este estudio experimental se publicarán en Física de la naturaleza .
En publicaciones anteriores, el equipo de investigación dirigido por Georg H. Endress, el profesor Patrick Maletinsky, describió cómo los resonadores hechos de diamantes monocristalinos con electrones incrustados individualmente son muy adecuados para abordar el giro de estos electrones. Estos resonadores de diamante se modificaron en múltiples casosde modo que un átomo de carbono de la red de diamante fue reemplazado por un átomo de nitrógeno en sus redes cristalinas con un átomo faltante directamente adyacente. En estos "centros de vacantes de nitrógeno", los electrones individuales quedan atrapados. Se examina su "giro" o momento angular intrínsecoen esta investigación.
Cuando el resonador ahora comienza a oscilar, se desarrolla tensión en la estructura cristalina del diamante. Esto, a su vez, influye en el giro de los electrones, que pueden indicar dos direcciones posibles "arriba" o "abajo" cuando se mide.del espín se puede detectar con la ayuda de la espectroscopía de fluorescencia.
Oscilación de giro extremadamente rápida
En esta última publicación, los científicos han sacudido los resonadores de una manera que les permite inducir una oscilación coherente del giro acoplado por primera vez. Esto significa que el giro de los electrones cambia de arriba a abajo y viceversaun ritmo controlado y rápido y que los científicos puedan controlar el estado del giro en cualquier momento. Esta oscilación del giro es rápida en comparación con la frecuencia del resonador. También protege el giro contra mecanismos de decoherencia dañinos.
Es concebible que este resonador de diamante se pueda aplicar a los sensores, potencialmente de una manera muy sensible, porque la oscilación del resonador se puede registrar a través del giro alterado. Estos nuevos hallazgos también permiten que el giro se gire coherentementeun período muy largo de cerca de 100 microsegundos, lo que hace que la medición sea más precisa. Los centros de vacantes de nitrógeno también podrían usarse para desarrollar una computadora cuántica. En este caso, la manipulación rápida de sus estados cuánticos demostrada en este trabajo sería decisivaventaja.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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