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Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

डायमंड्स बाहर की ओर मुड़ते एक रोगी के सर्वश्रेष्ठ मित्र के रूप में ठीक है

Published on September 22, 2009 at 7:59 PM

हीरे यह लंबे समय कहा गया है, एक लड़की का सबसे अच्छा दोस्त हैं. लेकिन हाल ही में एक शोध से एक भौतिक विज्ञानी सहित टीम का राष्ट्रीय मानक संस्थान और प्रौद्योगिकी ( NIST) * है कि जवाहरात बाहर बारी के लिए एक मरीज ​​का सबसे अच्छा दोस्त के रूप में अच्छी तरह से हो सकता है पाया गया है.

एक हीरे क्रिस्टल के भीतर एक नाइट्रोजन रिक्ति (छोटे हलकों) क्वांटम कंप्यूटर के लिए अपनी चुंबकीय महान संवेदनशीलता क्षेत्रों संवेदनशीलता है कि के रूप में जीवित कोशिकाओं के रूप में छोटे या वस्तुओं पर भी एमआरआई तरह अध्ययन सक्षम हो सकता की वजह से भाग में "बिट" के रूप में वादा दिखाता है एकल अणुओं. जब हरी बत्ती रिक्ति हमलों नाइट्रोजन, यह लाल fluoresces, इस प्रतिदीप्ति परमिट वैज्ञानिकों में बदलाव के लिए इसकी जानकारी निकालने का पता लगाने. क्रेडिट: जे टेलर, NIST

टीम के काम क्वांटम कंप्यूटर के विकास के दीर्घकालिक लक्ष्य है, लेकिन इसे वहन फल है कि चिकित्सा विज्ञान के क्षेत्र में अधिक तत्काल आवेदन कर सकते हैं है. उनके लग रहा है कि एक उम्मीदवार "क्वांटम बिट" चुंबकीय क्षेत्र संकेत के महान संवेदनशीलता है कि एमआरआई जैसे उपकरणों कि व्यक्तिगत दवा अणुओं और जीवित कोशिकाओं की जांच कर सकते हैं संभव हो सकता है.

उम्मीदवार प्रणाली, एक नाइट्रोजन एक हीरे क्रिस्टल के भीतर दर्ज कराई परमाणु के गठन से, न केवल वादा किया है क्योंकि यह चुंबकत्व में परमाणु पैमाने पर बदलाव महसूस कर सकते हैं, लेकिन यह भी क्योंकि यह कमरे के तापमान पर कार्य करता है. अधिकांश अन्य ऐसे अभिकलन क्वांटम या चुंबकीय संवेदन के लिए भी इस्तेमाल किया उपकरणों निरपेक्ष लगभग शून्य संचालित करने के लिए ठंडा होना चाहिए, यह मुश्किल के लिए उन्हें रहते ऊतक के पास जगह बना. हालांकि, एक सेंसर या स्विच के रूप में नाइट्रोजन का उपयोग करते हुए कि सीमा टलना सकता है.

डायमंड, जो शुद्ध कार्बन का गठन किया है कभी कभी इसकी क्रिस्टलीय जालक के भीतर मिनट खामियों है. एक आम अशुद्धता एक "नाइट्रोजन रिक्ति", जिसमें दो कार्बन परमाणुओं नाइट्रोजन का एक परमाणु के द्वारा प्रतिस्थापित कर रहे हैं, अन्य कार्बन परमाणु अंतरिक्ष खाली छोड़ने है. नाइट्रोजन रिक्तियों हीरा प्रसिद्ध चमक के लिए जिम्मेदार हिस्से में हैं, वे वास्तव में हैं फ्लोरोसेंट: जब हरी बत्ती उन हमलों, नाइट्रोजन परमाणु दो उत्तेजनीय unpaired इलेक्ट्रॉनों एक शानदार लाल चमक.

टीम इस प्रतिदीप्ति में मामूली बदलाव का उपयोग नाइट्रोजन में एक इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय स्पिन निर्धारित कर सकते हैं. स्पिन है एक क्वांटम संपत्ति है कि या तो "ऊपर" या एक मूल्य है और "नीचे," इसलिए एक या द्विआधारी अभिकलन में शून्य प्रतिनिधित्व करते हैं सकता है. टीम हाल ही में उपलब्धि के लिए इस जानकारी क्वांटम नाइट्रोजन इलेक्ट्रॉन और आसन्न कार्बन परमाणुओं के नाभिक के बीच बार - बार स्थानांतरण एक छोटे से तर्क आपरेशनों में सक्षम सर्किट बनाने के लिए किया गया था. एक क्वांटम बिट के स्पिन जानकारी एक मात्रा के लिए एक मौलिक काम पढ़ना एक कठिन चुनौती किया गया कंप्यूटर है, लेकिन टीम का प्रदर्शन किया है कि जानकारी और इलेक्ट्रॉन नाभिक के बीच आगे और पीछे स्थानांतरित द्वारा जानकारी परिलक्षित हो सकता है, यह बहुत आसान बना पढ़ने के लिए.

फिर भी, NIST सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी याकूब टेलर ने कहा निष्कर्ष "विकासवादी नहीं क्रांतिकारी 'क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र के लिए कर रहे हैं और चिकित्सा दुनिया खोज लंबे समय से पहले एक काम क्वांटम कंप्यूटर बनाया गया है से व्यावहारिक लाभ काटना सकता है कि. वह envisions हीरे की इत्तला दे दी सेंसर शरीर के भीतर व्यक्ति की कोशिकाओं पर चुंबकीय अनुनाद परीक्षण प्रदर्शन, या एकल अणुओं दवा कंपनियों पर जांच करने के लिए एक सूक्ष्म के लिए एमआरआई स्कैनर की तरह चाहते है. "यही है सामान्यतः करने के लिए नहीं सोचा था कि संभव है क्योंकि इन दोनों मामलों की में चुंबकीय क्षेत्र बहुत छोटे हैं," टेलर कहते हैं. "लेकिन इस तकनीक बहुत कम विषाक्तता है और कमरे के तापमान पर किया जा सकता है. यह संभवतः एक एकल कोशिका के अंदर देखो और हमें कल्पना करने के लिए विभिन्न स्थानों में क्या हो रहा है की अनुमति सकता है. "

हार्वर्ड टीम विश्वविद्यालय आधारित भी संयुक्त क्वांटम संस्थान (NIST और मैरीलैंड विश्वविद्यालय के एक साझेदारी), मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय से वैज्ञानिकों शामिल हैं.

* एल जियांग, जेएस होजेस, जेआर भूलभुलैया, पी. Maurer, जेएम टेलर, डीजी Cory, पीआर Hemmer, आरएल Walsworth, ए Yacoby Zibrov और एमडी Lukin. परमाणु स्पिन ancillae के साथ क्वांटम तर्क के माध्यम से एक एकल इलेक्ट्रॉनिक स्पिन के दोहराव readout. विज्ञान, DOI: 10.1126/science.1176496, ऑनलाइन 10 सितम्बर, 2009 में प्रकाशित.

Last Update: 4. October 2011 03:35

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