Физики научились управлять ядерным спином отдельного атома
Исследователи из Делфтского технического университета в Нидерландах с помощью радиоволн управляли магнетизмом ядра отдельного атома. Результат оказался неожиданным: до сих пор физики считали, что ядерным спином нельзя управлять непосредственно.
В таких металлах, как железо и никель, каждый атом обладает небольшим магнитным моментом. По словам руководителя исследования Сандера Отте, самый сильный магнетизм создают электроны, но у некоторых атомов спином обладает и ядро — он гораздо слабее, зато значительно лучше защищён от внешнего мира.
Группа Отте изучает спины с помощью модифицированного сканирующего туннельного микроскопа. Раньше исследователи в основном работали с электронным спином, который легче считывать, а ядерный спин проявлялся лишь косвенно через сверхтонкое взаимодействие.
В новом эксперименте ведущий автор Хестер Веннема и её коллеги одновременно направляли на атом два разных сигнала: один воздействовал на электрон, другой — на ядро. Исследователи обнаружили, что могут изменять состояние ядерного спина даже тогда, когда электронный и ядерный спины были в значительной степени разделены. Для этого команда усовершенствовала метод двойного магнитного резонанса, приспособив его для работы с отдельным атомом.
Ядерные спины особенно интересны для приложений, где квантовую информацию необходимо хранить в хорошо защищённом состоянии. Возможность управлять ими может открыть новые способы хранения и считывания квантовой информации.