Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

Diamanten die Blijken om Eveneens de Beste Vriend van een Patiënt

Published on September 22, 2009 at 7:59 PM

De Diamanten, is het lang gezegd, zijn de beste vriend van een meisje. Maar een onderzoeksteam met inbegrip van een fysicus van het Nationale Instituut van Normen en Technologie (NIST) heeft onlangs found* dat de gemmen zouden kunnen blijken eveneens de beste vriend van een patiënt.

Een stikstofvacature (kleine cirkels) binnen een diamantkristal toont belofte als „bit“ voor quantumcomputers voor een deel wegens zijn grote gevoeligheid aan magnetisch een gebied-gevoeligheid die ook MRI-als studies kon toelaten over voorwerpen zo klein zoals levende cellen of enige molecules. Wanneer het groene licht de stikstofvacature slaat, fluoresceert het rood; ontdekkend variaties in deze fluorescentie laat wetenschappers toe om zijn informatie te halen. Krediet: J. Taylor, NIST

Het werk van het team heeft het doel op lange termijn om quantumcomputers te ontwikkelen, maar het heeft fruit gedragen dat meer directe toepassing in medische wetenschap kan hebben. Hun het vinden dat een kandidaat „quantumbit“ groot heeft gevoeligheid voor magnetisch velden laat doorschemeren dat MRI-als apparaten die kunnen individuele drugmolecules en levende cellen sonderen mogelijk kan zijn.

Het kandidaatsysteem, dat van een stikstofatoom wordt gevormd dat binnen een diamantkristal wordt ondergebracht, is belovend niet alleen omdat het atoom-schaalvariaties in magnetisme kan ontdekken, maar ook omdat het bij kamertemperatuur functioneert. De Meeste andere dergelijke apparaten die of in quantumberekening of voor het magnetische ontdekken worden gebruikt moeten aan bijna absolute nul worden gekoeld om te werken, makend het moeilijk om hen dichtbij levend weefsel te plaatsen. Nochtans, kon het gebruiken van de stikstof als sensor of schakelaar die beperking uitwijken.

De Diamant, die van zuivere koolstof wordt gevormd, heeft nu en dan minieme onvolmaaktheden binnen zijn kristallijn rooster. Een gemeenschappelijke onzuiverheid is een „stikstofvacature“, waarin twee koolstofatomen door één enkel atoom van stikstof worden vervangen, verlatend ruimte leeg van ander koolstofatoom. De vacatures van de Stikstof zijn voor een deel de oorzaak van de beroemde glans van de diamant, want zij eigenlijk fluorescent zijn: wanneer het groene licht hen slaat, de twee prikkelbare unpaired elektronengloed van het stikstofatoom een briljant rood.

Het team kan lichte variaties in deze fluorescentie gebruiken om de magnetische rotatie van één enkel elektron in de stikstof te bepalen. De Rotatie is een quantumbezit dat „omhoog“ een waarde van of of „neer heeft,“ en daarom kon één of nul in binaire berekening vertegenwoordigen. De recente voltooiing van het team moest deze quantuminformatie die tussen het stikstofelektron en de kernen van aangrenzende koolstofatomen herhaaldelijk overbrengen, een kleine kring geschikt voor logicaverrichtingen vormt. Het Lezen van de rotatie van een quantumbit een informatie-fundamentele taak voor een quantum is computer-een ontmoedigende uitdaging geweest, maar het team toonde aan dat door de informatie tussen het elektron en de kernen afwisselend over te brengen, de informatie zou kunnen worden vergroot, gemakkelijker makend het veel te lezen.

Nog, NIST zei de theoretische fysicus Jacob Taylor de bevindingen „evolutief, niet revolutionair zijn“ voor het quantum gegevensverwerkingsgebied en dat de medische wereld praktische vruchten van de ontdekking kan oogsten long before een werkende quantumcomputer wordt gebouwd. Hij voorziet diamant-getipte sensoren uitvoerend magnetische resonantietests aangaande individuele cellen binnen het lichaam, of op enige molecules willen de drugbedrijven aan een onder*zoeken-soort van scanner MRI voor microscopisch. „Dat wordt algemeen verondersteld niet mogelijk om te zijn omdat in beide gevallen de magnetisch velden zo klein zijn,“ Taylor zegt. „Maar deze techniek heeft zeer lage giftigheid en kan bij kamertemperatuur worden gedaan. Het kon potentieel binnen single cell kijken en ons toestaan om te visualiseren wat in verschillende vlekken.“ gebeurt

Het Universitaire team van Harvard omvat ook wetenschappers van het Gezamenlijke QuantumInstituut (een vennootschap van NIST en de Universiteit van Maryland), de Massachusetts Institute of Technology en Universiteit van Texas A&M.

* L. Jiang, J.S. Hodges, J.R. Labyrint, P. Maurer, J.M. Taylor, D.G. Cory, P.R. Hemmer, R.L. Walsworth, A. Yacoby, A.S. Zibrov en M.D. Lukin. Herhaald lezen van één enkele elektronische rotatie via quantumlogica met kernrotatieancillae. Wetenschap, DOI: 10.1126/science.1176496, gepubliceerd online 10 Sept., 2009.

Last Update: 13. January 2012 18:04

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