Data: Środa, 30 września 2009, 13:07

Diament liczy i obrazuje

Fizycy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST), którzy pracują nad rozwojem kwantowych komputerów, odkryli, że użycie diamentów może znacząco zwiększyć rozdzielczość urządzeń do obrazowania medycznego.

Specjaliści uznali, że dobrym kandydatem do zapisywania kwantowych informacji będzie atom azotu uwięziony w diamencie. Badania wykazały, że jest to rozwiązanie niezwykle czułe na oddziaływanie pola magnetycznego i, co ważne, działa w temperaturze pokojowej.

W diamentach czasami występują niedoskonałości. Jednym z najpopularniejszych zanieczyszczeń jest zastąpienie dwóch atomów węgla atomem azotu. Miejsce po drugim atomie węgla pozostaje puste. To właśnie te puste miejsca spowodowane oddziaływaniem azotu odpowiadają częściowo za błyszczenie się diamentu. Gdy diament z takim atomem azotu oświetlimy zielonym światłem, dwa pozbawione pary wzbudzone elektrony atomu azotu świecą jasnym czerwonym światłem.

Amerykańscy naukowcy użyli niewielkich różnic w fluorescencji elektronów, by określić ich spin. Co najważniejsze, udało im się przetransferować zawartą w spinie informację pomiędzy jądrem atomu a elektronem. Dzięki temu można ją znacznie łatwiej odczytać, co zawsze stanowiło problem w systemach kwantowych.

To kolejny mały krok w kierunku powstania komputerów kwantowych, jednak zanim prace Amerykanów znajdą zastosowanie w tego typu maszynach, mogą pomóc znacząco zwiększyć rozdzielczość urządzeń do obrazowania medycznego. Fizyk teoretyczny Jacob Taylor uważa, że w niedalekiej przyszłości mogą powstać czujniki wyposażone w diamentowy czubek, które będą w stanie wykonywać na pojedynczych komórkach czy molekułach testy za pomocą techniki rezonansu magnetycznego.

Mariusz Błoński