Физики впервые управляли магнитным ядром одиночного атома
Исследователи из Делфтского технического университета в Нидерландах научились управлять магнетизмом ядра одиночного атома с помощью радиоволн. Это стало неожиданностью: ранее считалось, что ядерный спин нельзя контролировать напрямую. Открытие может открыть новые возможности для хранения и считывания квантовой информации, сообщается в журнале Nature Communications. Об этом пишет сайт Phys.org.
В металлах вроде железа и никеля каждый атом слегка магнитен, но внутри действуют разные магнитные «стрелки компаса» — спины. Ведущий исследователь Сандер Отте пояснил, что самое сильное магнитное поле создают электроны, однако в некоторых атомах спин есть и у ядра — он слабее, но лучше защищен от внешнего мира.
В новом эксперименте команда под руководством Хестер Веннемы отправила на атом два сигнала одновременно: один на электрон, другой на ядро. К удивлению ученых, ядерный спин удалось перевернуть, даже когда спины были в значительной степени разделены. По словам Отте, согласно простому пониманию этого происходить не должно, так как ядерный спин не должен быть чувствителен к электрическим сигналам.
Исследователи усовершенствовали метод двойного магнитного резонанса для работы с одиночным атомом. Веннема сравнила этот процесс с гитарными струнами: каждый спин — струна со своей нотой, и нужно сыграть точно нужную ноту, чтобы вызвать колебания, при этом «ноты» ядерного спина в сто-тысячу раз ниже, чем у электронного. Управление ядерными спинами может пригодиться для надежного хранения квантовой информации, хотя пока работа ставит больше вопросов, чем дает ответов.
