(Phys.org)—Tre team che lavorano in modo indipendente hanno trovato un modo quasi identico per aumentare la risoluzione dei sensori magnetici quantistici, consentendo misurazioni di frequenza con una precisione molto più elevata rispetto alle tecniche precedenti. Due squadre, uno con ETH Zurigo, l'altro con sede presso l'Università di Ulm in Germania, hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Scienza . Il terzo team che lavora ad Harvard deve ancora pubblicare i risultati, anche se hanno caricato una copia del loro documento sul arXiv server di prestampa. Andrew Jordan con l'Università di Rochester negli Stati Uniti ha pubblicato un pezzo di Prospettiva nello stesso Scienza problema che delinea il lavoro dei team e rileva la "scoperta multipla indipendente, " che è interessante in sé e per sé.

Il rilevamento quantistico è diventato uno strumento essenziale per i fisici:misura le frequenze in un'ampia varietà di applicazioni. Ma come è stato notato, perché deve interagire con l'ambiente, avviene il degrado. In questo nuovo sforzo, tutte e tre le squadre hanno trovato lo stesso modo per aumentare la precisione di tale rilevamento utilizzando un orologio classico.

Il miglioramento ha comportato la misurazione di un qubit quantistico studiando i difetti nelle vacanze di azoto (NV) in un diamante:tali vacanze hanno una molla magnetica, che li rende sensibili a un campo magnetico. In questo nuovo sforzo, i ricercatori dei tre team hanno isolato i NV, permettendo loro di misurarli e manipolarli. Hanno identificato un mezzo per migliorare la risposta del NV a un campo magnetico, portando tutte e tre le squadre a migliorare i loro risultati effettuando misurazioni ripetute in diversi momenti e tenendo traccia di quanto tempo era passato, grazie a un orologio esterno per mantenere sincronizzate le misurazioni. Ciò ha consentito di raccogliere più informazioni sulla frequenza e quindi di migliorare la precisione. I ricercatori riportano miglioramenti di nove ordini di grandezza rispetto ai metodi precedenti.

Il team in Germania ha portato avanti il ​​proprio lavoro utilizzando la propria tecnica di misurazione per eseguire la spettroscopia NMR su un minuscolo campione di polibutene e ha scoperto un problema:le molecole si sono diffuse oltre i centri NV, impedendo una migliore risoluzione. Ma come si è scoperto, il team di Harvard ha trovato una soluzione allo stesso problema:far funzionare la tecnica su gruppi di centri NV nello stesso diamante.

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