Investigadores de la Universidad Griffith que trabajan con la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia CSIRO han presentado una técnica increíblemente precisa para mediciones científicas que utiliza un solo átomo como sensor, con una sensibilidad de hasta 100 zeptoNewtons.
Utilizando lentes Fresnel de estilo segmentado altamente miniaturizados, el mismo diseño utilizado en faros durante más de un siglo, que permiten imágenes de un átomo excepcionalmente de alta calidad, los científicos han podido detectar desplazamientos de posición con precisión nanométrica entres dimensiones.
"A nuestro átomo le falta un electrón, por lo que es muy sensible a los campos eléctricos. Al medir el desplazamiento, hemos construido una herramienta muy sensible para medir las fuerzas eléctricas", explicó el Dr. Erik Streed, del Centro de Dinámica Cuántica.
"100 zeptoNewtons es una fuerza muy pequeña. Es casi lo mismo que la fuerza de gravedad entre una persona en Brisbane y una persona en Canberra. Se puede usar para investigar lo que ocurre en las superficies, lo que ayudará a miniaturizar la cantidad de trampas de iones cuánticoscomputadoras y otros dispositivos cuánticos "
Los investigadores de Griffith han sido pioneros en la aplicación de tales lentes en física cuántica desde 2011, pero esta es la primera vez que se utilizan para lograr niveles tan altos de precisión al detectar las fuerzas que influyen en un átomo en particular.
Al mover intencionalmente su óptica ligeramente fuera de foco, los investigadores pudieron medir los desplazamientos en las tres dimensiones, con la tercera dirección determinada por si el átomo volvía a enfocarse o desenfocarse más.
Junto con las aplicaciones de la investigación para la física fundamental de los fenómenos magnéticos, atómicos, cuánticos y de superficie, el Dr. Streed también está trabajando como parte del Instituto Griffith de Glycomics para adaptar este tipo de tecnologías cuánticas para la investigación médica y biológica.
"Con el Institute for Glycomics también estoy interesado en desarrollar esto en una herramienta para medir los campos eléctricos fuera de una única biomolécula aislada, como el momento dipolar, como una nueva forma de ayudar a comprender cómo se comportan", dijo.
La mayor precisión de la técnica se debe precisamente al uso de un solo átomo como 'sonda' para obtener estas mediciones. Técnicas anteriores similares a esta utilizaron muchos átomos como sensor de fuerza eléctrica y se limitaron a una sola dimensión.
Esta investigación fue apoyada financieramente por el Consejo de Investigación Australiano, la instalación de fabricación de la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth CSIRO en Pullenvale, Queensland, la Universidad Griffith y la Beca del Programa de Investigación de Investigación del Gobierno Australiano.
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Materiales proporcionados por Universidad de Griffith . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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