Els científics revelen una tècnica de 3-D d'alta sensibilitat que permet mesures d'un únic àtom

Els investigadors de la Universitat Griffith que treballen amb l'Organització d'Investigació Científica i Industrial d'Austràlia (CSIRO) han presentat una tècnica sorprenentment precisa per a les mesures científiques que utilitzen un únic àtom com a sensor, amb una sensibilitat de fins a 100 zeptoNewtons.

L'ús de les lents de Fresnel d'estil segmentat altament miniaturitzats, el mateix disseny utilitzat en fars durant més d'un segle, permet imatges excepcionalment d'alta qualitat d'un únic àtom, els científics han pogut detectar els desplaçaments de posició amb precisió nanomètrica en tres dimensions.
100 zeptoNewtons és una força molt petita. Es tracta de la mateixa força que la força de gravetat entre una persona a Brisbane i una persona a Canberra. Es pot utilitzar per investigar el que passa a les superfícies, que ajudarà a miniaturitzar als ordinadors quàntics tipus trampa iònica i altres dispositius quàntics.

Els investigadors de Griffith han estat pioners en l'aplicació d'aquestes lents en física quàntica des del 2011, però aquesta és la primera vegada que s'han utilitzat per assolir aquests alts nivells de precisió a l'hora de detectar les forces que influeixen en un àtom particular.
Al moure intencionadament la seva òptica que està lleugerament fora de focus, els investigadors van poder mesurar els desplaçaments en les tres dimensions, amb la tercera direcció determinada per si l'àtom tornava a centrar-se o es mantenia fora del focus.
Juntament amb les aplicacions de recerca de la física fonamental dels fenòmens magnètics, atòmics, quàntics i superficials, el doctor Streed també treballa com a part de l'Institut de Glicòmics de Griffith per adaptar aquest tipus de tecnologies quàntiques per a la investigació mèdica i biològica.

A l'Institut també li interessa desenvolupar-ho en una eina per mesurar els camps elèctrics fora d'una sola biomolècula aïllada, com ara el moment dipolar, com una nova forma d'ajudar a comprendre com es comporten.
La precisió més gran de la tècnica es deu precisament a l'ús d'un àtom solitari com una "sonda" en l'obtenció d'aquestes mesures. Les tècniques anteriors semblants a això, van utilitzar molts àtoms com el sensor de la força elèctrica i es van limitar a només una dimensió.

Font: Universitat de Griffith