Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

Timantit tulossa on potilaan Best Friend No

Published on September 22, 2009 at 7:59 PM

Timantit on jo pitkään puhuttu, ovat tytön paras ystävä. Mutta tutkimusryhmä lukien fyysikko päässä National Institute of Standards and Technology (NIST) on äskettäin todennut * että helmiä voi osoittautua potilaalle paras ystävä myös.

Typpi työpaikka (pienet ympyrät) sisällä timantti kristalli näyttää lupaavalta "vähän" varten kvanttitietokoneista osittain siksi, että sen suuri herkkyys magneettikentille-herkkyys, joka myös mahdollistaisi MRI kaltaisia ​​tutkimuksia esineitä niin pieni kuin eläviin soluihin tai yksittäisiä molekyylejä. Kun vihreä valo osuu typen työpaikka, se fluoresoi punainen; havaita vaihtelua tähän fluoresenssi mahdollistavat tutkijat poimia sen tietoja. Credit: J. Taylor, NIST

Tiimin työtä on pitkän aikavälin tavoitteena on kehittää kvanttitietokoneista, mutta se on kantanut hedelmää, että voi olla enemmän välitön soveltaminen lääketieteen. Heidän toteamisesta ehdokas "kvanttibitti" on suuri herkkyys magneettikentille vihjaa, että MRI kaltaisia ​​laitteita, jotka voivat koetin yksittäisiä lääkeainemolekyylit ja eläviä soluja voi olla mahdollista.

Ehdokas järjestelmä, muodostuu typpiatomin jätetty timantti kristalli, on lupaava ei vain koska se aistii atomitason vaihtelut magnetismia, mutta myös koska se toimii huoneenlämmössä. Useimmat muut kyseisiä laitteita käytetään joko kvantti laskenta tai magneettisten tunnistava on jäähdytettävä lähes absoluuttisen nollapisteen toimintaansa, mikä vaikeuttaa sijoittaa ne lähes suorina kudosta. Kuitenkin käyttämällä typpeä anturi tai kytkin voisi kiertää tämä rajoitus.

Diamond, joka muodostuu puhdasta hiiltä, ​​joskus on minuutti puutteita sen kiteinen ristikko. Yhteinen epäpuhtaus on "typpi työpaikka", jossa kaksi hiiliatomia korvata yksittäisen atomin typen jättäen muut hiiliatomin n tilaa vapaana. Typpi työpaikat ovat osittain vastuussa Diamond tunnetun hohtoa, sillä he ovat todella loisteputki: kun vihreä valo osuu niihin, typpiatomin kaksi innokkaaksi parittomia elektroneja hehkua kirkkaan punaisia.

Joukkue voi käyttää hieman vaihtelua tähän fluoresenssi määrittää magneettinen spin yhden elektronin typpeä. Spin on kvantti omaisuutta, jonka arvo on joko "ylös" tai "alas", ja siksi voi olla yksi tai nolla binary laskenta. Joukkueen viime saavutus oli siirtää tämä kvantti-informaation toistuvasti välillä typen elektroni ja ytimet viereisen hiiliatomia, muodostaen pieni piiri pystyy loogisia operaatioita. Lukeminen kvanttibitti n spin tieto-keskeinen tehtävä kvanttitietokoneen-on pelottava haaste, mutta joukkue osoitti, että siirtämällä tietoja edestakaisin elektronien ja ytimien, tiedot voi korostua, mikä on paljon helpompaa lukea.

Silti NIST teoreettinen fyysikko Jacob Taylor sanoi havainnot ovat "evolutiivinen, eikä vallankumouksellinen" varten kvanttilaskentaa kenttä ja että lääketieteen maailma voi niittää käytännön hyötyä löytö pitkään ennen kuin työ kvanttitietokoneen on rakennettu. Hän visioi timanttilaikat anturit suorittamista magneettikuvaus testejä yksittäisten solujen kehossa, tai yksittäisten molekyylien lääkeyhtiöt haluavat tutkia, eräänlainen MRI varten mikroskooppisen. "Se yleisesti on luultu, ettei olisi mahdollista, koska molemmissa tapauksissa magneettikentät ovat niin pieniä", Taylor sanoo. "Mutta tämä tekniikka on erittäin alhainen toksisuus ja voidaan tehdä huoneenlämmössä. Se voisi mahdollisesti kurkistetaan yhteen soluun ja antavat meille mahdollisuuden visualisoida mitä tapahtuu eri paikoissa. "

Harvardin yliopistossa sijaitsevan tiiminsä myös tutkijoiden yhteisen Quantum Institute (kumppanuus NIST ja Marylandin yliopisto), Massachusetts Institute of Technology ja Texas A & M University.

* L. Jiang, JS Hodges, JR Maze, P. Maurer, JM Taylor, DG Cory, PR Hemmer, RL Walsworth, A. Yacoby, AS Zibrov ja MD Lukin. Toistuvat lukema yhden sähköisen spin kautta kvantti logiikkaa ydinvoiman spin ancillae. Tiede, DOI: 10.1126/science.1176496, julkaistu verkossa 10 syyskuu 2009.

Last Update: 3. October 2011 03:12

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit