İki radyo sinyali, tek titanyum atomunun çekirdek geçişlerini görünür kıldı
Araştırmacılar, yüzeye yerleştirilmiş tek bir titanyum atomunun çekirdeğindeki geçişleri ayrı radyo frekansı kanallarıyla uyardı ve ölçtü. Hakemli deney, daha basit yöntemin zayıfladığı manyetik alanlarda da sinyali görünür tuttu. Yöntem, tek çekirdeğin spinini ve yakın çevresiyle etkileşimini incelemeyi sağlıyor. Çekirdeğin kuantum durumunu fazını koruyarak işlemek ve çalışan bir işlemci kurmak ise bu deneyin kapsamını aşıyor.
Bilim··Akşam
Çekirdek, elektron üzerinden okundu
Yalıtkan magnezyum oksit tabakası üzerindeki tek bir titanyum atomu, hakemli çekirdek manyetik rezonansı deneyinin sinyalini sağladı. Taramalı tünelleme mikroskobu, yaklaşık 0,4 kelvin sıcaklıkta atomu yerel olarak inceledi. Titanyum-47’nin çekirdeği, spin denen kuantum özelliğine sahip. Çekirdekle elektronun spinleri arasındaki etkileşim, elektron rezonansını altı çizgiye ayırıyor. Çekirdek spini olmayan atomlar karşılaştırma için kullanıldı. Çizgilerin yüksekliğindeki değişimler, çekirdeğin farklı durumlarda bulunma olasılığını gösterdi.[1]
Ayrı sinyaller, çekirdeğin yanıtını görünür tuttu
Düzenekteki radyo frekansı kanallarından gigahertz aralığında olanı elektron rezonansını izledi; megahertz aralığındaki diğeri çekirdeği uyardı. Böylece uyarma ile okuma birbirinden ayrıldı. Çekirdek geçişleri, 200 ile 1400 militesla arasında görünür kaldı. Bu aralık, elektronla çekirdeğin durumlarının daha az karıştığı ve tek frekanslı yöntemin sinyalinin zayıfladığı alanları da içeriyor. Araştırmacılar dört geçiş ailesini ayırt etti. Geçişlerdeki ayrışma, çekirdeğin yakın çevresindeki elektrik alanını incelemeye olanak verdi.[1]
450 militeslada, 49,3 megahertzlik uyarı iki çekirdek düzeyinin doluluklarını eşitledi. Rezonans dışındaki 30,2 megahertzlik karşılaştırma aynı etkiyi vermedi. Kabloların ve mikroskop bağlantısının farklı frekansları farklı ölçüde iletmesi, sinyal genliklerini karşılaştırmayı zorlaştırıyor. Ölçümler, çekirdek geçişlerinin yerel olarak uyarılıp algılanabildiğini ortaya koyuyor. Çalışmada tutarlılık süresi ve çekirdek durumunun fazını koruyan işlemler ölçülmedi. Ham veriler ile çözümleme kodu Zenodo’da paylaşıldı.[1]
