Фізики розробили надчутливий квантовий сенсор, здатний працювати в умовах екстремального тиску, подібного до того, що панує в ядрі Землі. Це відкриття може змінити підхід до дослідження надр планет і створення нових матеріалів, пише Успіх in UA.
У новому дослідженні, вчені представили квантовий сенсор, який здатен вимірювати магнітні поля навіть у середовищах з надвисоким тиском — понад 300 гігапаскалів, що відповідає умовам у земному ядрі. Такий сенсор базується на тонких шарах нітриду бору, в яких є мікроскопічні дефекти. Саме ці дефекти реагують на зміни магнітного поля, температури та механічного напруження.
Для створення екстремального тиску дослідники використали алмазну камеру, де зразок стискали між двома плоскими алмазами. Сенсор розміщували безпосередньо біля зразка, що дозволяло фіксувати навіть найдрібніші зміни, які недоступні для традиційних методів. Ультратонка конструкція сенсора — менше 100 нанометрів — забезпечує надзвичайну точність вимірювань, повідомляє nauka.ua.
Сигнал зчитувався через платиновий дріт, який передавав мікрохвильовий імпульс. Цей імпульс дозволяв визначити квантові стани електронів у сенсорі, а отже — отримати дані про магнітне поле речовини. Такий підхід дає змогу картографувати магнітні поля та напруження на наномасштабі навіть у надскладних умовах.
Потенційне застосування технології охоплює дослідження надр Землі, умов на інших планетах, зокрема газових гігантах, а також створення надпровідників. Сенсор може допомогти вивчати фазові переходи, наприклад, перетворення металів на надпровідники під тиском, і навіть сприяти розвитку квантових мереж.
Розробка квантового сенсора, здатного працювати в умовах, які імітують ядро Землі, є проривом у фізиці високих тисків. Вона відкриває нові горизонти для фундаментальних досліджень — від вивчення структури планет до створення матеріалів з унікальними властивостями.
Читайте також: В США фізики створили найсильніше магнітне поле у Всесвіті
Найважливішим є те, що сенсор дозволяє отримувати точні дані там, де інші прилади виходять з ладу. Це не просто технологічне досягнення — це новий інструмент для розуміння природи на глибшому рівні. У майбутньому такі сенсори можуть стати основою для нових відкриттів у геофізиці, матеріалознавстві та квантових технологіях.
Залишити відповідь