За последние два десятилетия значительные научные усилия были направлены на изучение дефектов, называемых азотно-вакансионными (NV) центрами, которые могут быть внедрены в алмаз. Эти дефекты являются отличными квантовыми датчиками, поскольку их электронные спины высокочувствительны к магнитным, электрическим и тепловым полям. Они также имеют потенциал для применения в квантовой обработке информации, так как их спины можно оптически поляризовать при комнатной температуре, а их время жизни и время когерентности велики.
Теперь Габриэль Эте и его коллеги из Высшей нормальной школы во Франции показали, как NV-центры могут генерировать спин-зависимую силу, достаточно сильную, чтобы изгибать кантилевер [1]. Эта сила может помочь понять взаимодействие между квантовой физикой и классической физикой.
Как это работает
NV-центр образуется, когда два соседних атома углерода в кристаллической решётке алмаза заменяются атомом азота и вакансией в решётке. Эте и его коллеги взяли алмаз микрометрового размера, легированный миллиардами NV-центров, и прикрепили его к концу микрометрового кремниевого кантилевера. Затем они подвергли алмаз однородному магнитному полю и зелёному лазерному излучению, которое поляризовало электронные спины NV-центров. Взаимодействие между поляризованными спинами и магнитным полем создало силу, которая отклонила конец кантилевера. Сила и направление зависели от ориентации спинов относительно поля.
Перспективы
Исследователи говорят, что эта сила может помочь учёным разработать гибридные квантово-классические технологии, которые связывают спиновые системы с механическими, расширяя возможности использования NV-центров в квантовом зондировании.
— Райан Уилкинсон
Райан Уилкинсон — ответственный редактор журнала Physics Magazine в Дареме, Великобритания.
[1] В исходном тексте есть ссылка, которая не была включена в перевод.