Команда учёных из Рочестерского университета (США) и Академии Або (Финляндия) выполнила уникальный эксперимент по левитации наноалмазов в вакууме.
Физикам впервые удалось добиться контроля над состоянием наночастиц, что теоретически позволит объекту находиться одновременно находиться в двух состояниях. В качестве объекта левитации была использована наночастица алмаза диаметром 40 нанометров.
Для её левитации учёные применили лазерное излучение, создающее в электромагнитном поле пространство, в котором колебался наноалмаз. Электроны каждого атома азота обладают собственным спином — характеристикой, связанной с направлением вращения частицы.
Если электрон со спином, направленным вверх, в магнитном поле испытывает притяжение, то частица со спином, направленным вниз, будет отталкиваться. Ввиду того, что спин является квантовой характеристикой, электрон может находиться одновременно в обоих состояниях.
Соответственно, вместе с электроном наноалмаз также будет находиться одновременно в двух состояниях. Для изучения спинового состояния был использован второй лазер, который возбуждал азотные вакансии, вызывая фотолюминесценцию.
По наблюдаемому излучению учёные смогли определить энергетические состояния системы и даже изменять их. Для достижения идеального контроля над системой требуется механически охладить колеблющийся алмаз до его основного состояния, что требует левитации в условиях очень высокого вакуума.
Как показал эксперимент, при таких условиях наноалмазы начинают испаряться, очевидно, ввиду того, что частицы не успевают рассеять передаваемое лазером тепло. С этой проблемой учёным ещё предстоит разобраться.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение