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Diamantes que Despejam ser o Melhor Amigo de um Paciente Também

Published on September 22, 2009 at 7:59 PM

Diamantes, por muito tempo tem-se dito, é o melhor amigo de uma menina. Mas uma equipa de investigação que inclui um físico do National Institute of Standards and Technology (NIST) tem recentemente o found* que as gemas puderam despejar ser o melhor amigo de um paciente também.

Uma vaga do nitrogênio (círculos pequenos) dentro de um cristal do diamante mostra a promessa como “mordido” para computadores do quantum na parte devido a sua grande sensibilidade à sensibilidade magnética dos campos-um que igualmente poderia permitir MRI-como estudos nos objetos tão pequenos quanto pilhas vivas ou únicas moléculas. Quando a luz verde golpeia a vaga do nitrogênio, brilha o vermelho; detectando variações nesta fluorescência permita cientistas extrair sua informação. Crédito: J. Taylor, NIST

O trabalho da equipe tem o objetivo a longo prazo de computadores tornando-se do quantum, mas carregou o fruto que pode ter uma aplicação mais imediata na ciência médica. Sua que um candidato “quantum mordido” tem grande sensibilidade encontrando aos campo magnèticos sugere que MRI-como os dispositivos que podem sondar as moléculas individuais da droga e as pilhas vivas podem ser possíveis.

O sistema do candidato, formado de um átomo do nitrogênio alojado dentro de um cristal do diamante, é prometedor não somente porque pode detectar variações da atômico-escala no magnetismo, mas também porque funciona na temperatura ambiente. A Maioria outros tais de dispositivos usaram-se ou na computação do quantum ou para a detecção magnética deve ser refrigerado a quase zero absoluto para operar-se, fazendo o difícil colocá-los perto do tecido vivo. Contudo, usar o nitrogênio como um sensor ou um interruptor podia evitar essa limitação.

O Diamante, que é formado do carbono puro, tem ocasionalmente imperfeições minúsculas dentro de sua estrutura cristalina. Uma impureza comum é do “uma vaga nitrogênio”, em que dois átomos de carbono são substituídos por um único átomo do nitrogênio, saindo do outro espaço de átomo de carbono vago. As vagas do Nitrogênio estão na parte responsável para o brilho famoso do diamante, porque são realmente fluorescentes: quando a luz verde os golpear, o fulgor desirmanado excitável dos elétrons do átomo dois do nitrogênio um vermelho brilhante.

A equipe pode usar variações ligeiras nesta fluorescência para determinar a rotação magnética de um único elétron no nitrogênio. A Rotação é uma propriedade do quantum de que tenha um valor ou “acima” ou de “para baixo,” e poderia conseqüentemente representar um ou zerar dentro a computação binária. A realização recente da equipe era transferir repetidamente esta informação do quantum entre o elétron do nitrogênio e os núcleos de átomos de carbono adjacentes, formando um circuito pequeno capaz de operações de lógica. Ler a tarefa fundamental da informação-um da rotação de um bit do quantum para um quantum computador-foi um desafio desanimado, mas a equipe demonstrou que transferindo a informação para a frente e para trás entre o elétron e os núcleos, a informação poderia ser amplificada, facilitando o muito ler.

Ainda, o físico teórico Jacob Taylor do NIST disse que os resultados são “evolucionários, nao revolucionário” para o campo da computação de quantum e que o mundo médico pode colher benefícios práticos da descoberta muito antes que um computador de trabalho do quantum for construído. Prevê sensores diamante-derrubados executar testes de ressonância magnética em pilhas individuais dentro do corpo, ou em únicas moléculas as empresas farmacêuticas querem investigar-um meio o varredor de MRI para o microscópico. “Que é pensado geralmente para não ser possível porque nboth of these casos os campo magnèticos são tão pequenos,” Taylor diz. “Mas esta técnica tem a toxicidade muito baixa e pode ser feita na temperatura ambiente. Poderia potencial olhar dentro de uma única pilha e permitir que nós visualizem o que está acontecendo em pontos diferentes.”

A equipe Universitária de Harvard igualmente inclui cientistas do Instituto Comum do Quantum (uma parceria do NIST e da Universidade de Maryland), do Massachusetts Institute of Technology e da Universidade de Texas A&M.

* L. Jiang, J.S. Hodges, J.R. Labirinto, P. Maurer, J.M. Taylor, D.G. Cory, P.R. Hemmer, R.L. Walsworth, A. Yacoby, A.S. Zibrov e M.D. Lukin. Readout Repetitivo de uma única rotação eletrônica através da lógica do quantum com os ancillae da rotação nuclear. Ciência, DOI: 10.1126/science.1176496, publicado Sept. em linha 10, 2009.

Last Update: 13. January 2012 15:36

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