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Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

患者で親友であることをまたなるダイヤモンド

Published on September 22, 2009 at 7:59 PM

ダイヤモンド、それは長く女の子で親友言われましたり、です。 しかし国立標準技術研究所 (NIST) からの物理学者を含む調査チームは宝石が患者で親友であるためにまたひっくり返すかもしれない found* が最近あります。

また生体細胞か単一の分子小さい目的の MRI そっくりの調査を可能にすることができる磁気フィールド感度一部にはとしてに大きい感度のために量のコンピュータのために」かまれるダイヤモンドの水晶内の窒素の空室 (小さい円) は約束を 「示します。 緑色航法燈は窒素の空室を打つとき、赤を蛍光を発します; この蛍光性の変化を検出して科学者を情報を得ることを許可して下さい。 信用: J. テイラー、 NIST

チームの作業に成長の量のコンピュータの長期目的がありますが、医学の即時アプリケーションがあるかもしれないフルーツに耐えました。 磁場への候補者 「かまれる」は量大きいがあることが分る感度は個々の薬剤の分子および生体細胞を厳密に調べることができる MRI そっくりの装置が可能かもしれないことを暗示します。

ダイヤモンドの水晶の内で蓄えられる窒素原子から形作られる候補者システムは室温で作用するので磁気の原子スケールの変化を感じることができるがまたのでだけ有望です。 他のほとんどのそのような装置は量の計算で使用しままたは磁気感知のためにほぼ絶対零度に作動するために冷却されなければなり生きているティッシュの近くにそれらを置くことを困難にします。 ただし、センサーまたはスイッチとして窒素を使用してその限定を回避できます。

純粋なカーボンの形作られるダイヤモンドに時折結晶の格子内の微細な欠陥があります。 共通の不純物は 2 つの炭素原子が窒素の単一原子と取替えられる他の炭素原子のスペースを空いている去る 「窒素空室」、です。 窒素の空室はダイヤモンドの有名な光沢に責任がある一部にはありますなぜなら実際に蛍光です: 緑色航法燈がそれらを打つ時、窒素原子 2 の興奮しやすい無対の電子白熱華麗な赤。

チームはこの蛍光性で窒素の単一の電子の磁気回転を定めるのにわずかな変化を使用できます。 従って回転は」または 「の上の値を 「持っている量の特性」、で、 1 つを表しか、または二進計算をゼロにすることができます。 チームの最近の達成は論理演算が可能な小さい回路を形作る隣接した炭素原子の窒素の電子と核の間でこの量情報を繰り返し転送することでした。 量のための量ビットの回転情報基本的なタスクを読むことはコンピューター圧倒されるような挑戦でが、チームは示しまことを電子と核の間で情報を前後に転送することによって、情報が増幅できることをそれを読むこと大いにもっと簡単にします。

まだ、ヤコブテイラー働く量のコンピュータが構築されるずっと前に医学の世界が発見からの実用的な利点を収獲するかもしれないこと調査結果が 「発展であることを NIST の理論的な物理学者は言いました、量子計算フィールドのために」革命および。 彼はダイヤモンドひっくり返されたセンサーをボディ内の個々のセルの磁気共鳴テストを行うことを想像しますまたは単一の分子で製薬会社は顕微鏡のためのちょっと MRI のスキャンナーを調査したいと思います。 「両方のケースで磁場がとても小さいので可能ではないと一般に考えられないと」、テイラーは言います。 「しかしこの技術に非常に低毒性があり、室温ですることができます。 それは単一セルの中で可能性としては見、私達を」。起こっていること異なった点で視覚化することを許可することができます

ハーバード大学基盤のチームはまた Quantum の共同協会 (NIST のパートナーシップおよびメリーランド大学) からの科学者を、テキサスマサチューセッツ工科大学および A&M 大学含んでいます。

* L. 江、 J.S. Hodges、 J.R. Maze、 P. マウラー、 J.M. テイラー、 D.G. Cory、 P.R. Hemmer、 R.L. Walsworth、 A. Yacoby、 A.S. Zibrov および M.D. Lukin。 核回転の ancillae の量の論理による単一の電子回転の反復的な読み出し。 科学、 DOI: 出版される 10.1126/science.1176496 オンライン 2009 年 9 月 10 日。

Last Update: 13. January 2012 14:46

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