Ճապոնիայում ֆիզիկոսներն էլեկտրոնների սպիններով շարժել են 128 միլիգրամանոց ադամանդը

Ճապոնիայի Օկինավայի գիտության և տեխնոլոգիայի ինստիտուտի (OIST) հետազոտողները 128 միլիգրամանոց ադամանդը շարժել են դրա սեփական էլեկտրոնների սպինների ուժով։ Ֆիզիկոս Ջեյսոն Թվամլիի ղեկավարած փորձի արդյունքները հրապարակվել են Science Advances-ում, իսկ փորձը նկարագրել է Physics World-ը։ Փորձը ցույց է տվել, որ էլեկտրոնների քվանտային հատկություններից մեկի փոփոխությունները կարող են սանտիմետրային չափերի մարմնի չափելի շարժում առաջացնել։

Թվամլին ասել է, որ այս ոլորտում ավելի վաղ կատարված աշխատանքների մեծ մասը կենտրոնացած էր առանց մեխանիկական հենարանի կախված նանոադամանդների վրա, որոնք պարունակում էին մեկ էլեկտրոնային սպին։ Նրա թիմն օգտագործել է շատ ավելի մեծ ադամանդ, որն ունի միլիարդավոր արատներ, որտեղ թակարդվում են չզույգված էլեկտրոնները։

Ինչպես է լույսը շարժել ադամանդը

Արատները կոչվում են ազոտ-վականսային կենտրոններ․ դրանցից յուրաքանչյուրը կազմված է ազոտի ատոմից և դրա հարևանությամբ՝ ադամանդի ածխածնային ցանցում գտնվող դատարկ տեղից։ Այդ կենտրոններում թակարդվում են չզույգված էլեկտրոններ, որոնց սպինները՝ մագնիսական վարքի հետ կապված քվանտային հատկությունները, լավ մեկուսացված են շրջակա ցանցից։ Այդ մեկուսացման շնորհիվ էլեկտրոնները կարող են համեմատաբար երկար պահպանել ընտրված սպինային վիճակը, նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում։

Կանաչ, 50 միլիվատտ հզորությամբ լազերի իմպուլսները սպինները բերել են նախապես որոշված վիճակի։ Մագնիսական դաշտի գրադիենտում, որտեղ դաշտի ուժգնությունը փոխվում է ըստ դիրքի, դրանից առաջացած մագնիսական փոփոխություններն ուժ են գործադրել ադամանդի վրա։ Թիմը չափել է տեղաշարժեր, որոնք շատ ավելի մեծ էին, քան անջատված լազերի դեպքում դիտվածները։

Ածխածնային ձողն ադամանդը միացրել է գրաֆիտե թիթեղին, որը կախված էր մագնիսական վանման ուժի շնորհիվ։ Ձողն անցնում էր մագնիսական պաշտպանիչ շերտի միջով, իսկ թիթեղի վրա հայելի էր ամրացված։ Ինտերֆերոմետրը՝ լույսի միջոցով փոքրիկ շարժումները չափող սարքը, հետևել է տեղաշարժին՝ լազերային լույսն այդ հայելուց անդրադարձնելով։