อัญมณี

อิเล็กตรอนสามารถคิดได้ว่ามีสถานะการหมุนที่แตกต่างกันสองสถานะคือ "ขึ้น" หรือ "ลง" นักวิจัยสามารถตรวจจับและควบคุมการสั่นพ้องของการหมุนของอิเล็กตรอน หรือการเปลี่ยนแปลงจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งได้ Tongcang Li ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์และวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัย Purdue กล่าวว่า "เราได้แสดงวิธีการพลิกการหมุนของอิเล็กตรอนอย่างต่อเนื่องในเพชรนาโนที่ลอยอยู่ในสุญญากาศและในสถานะของก๊าซต่างๆ ผลการวิจัยมีรายละเอียดอยู่ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารNature Communications เมื่อวันอังคาร (19 กรกฎาคม ) เสียงสะท้อนของการหมุนของอิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่ามีก๊าซฮีเลียมและก๊าซออกซิเจนแตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าเทคนิคนี้สามารถนำไปใช้ในเซนเซอร์ชนิดใหม่เพื่อตรวจจับและวัดก๊าซได้ เซนเซอร์ตรวจจับก๊าซออกซิเจนถูกใช้อย่างแพร่หลายเพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของออกซิเจนในท่อไอเสียรถยนต์และในเครื่องมือทางการแพทย์ เช่น เครื่องดมยาสลบและเครื่องช่วยหายใจ อัญมณี เซ็นเซอร์ที่ใช้นาโนไดมอนด์แสดงถึงการปรับปรุงที่เป็นไปได้เหนือเซ็นเซอร์ทั่วไป “ในขณะที่จำเป็นต้องมีการศึกษาอย่างละเอียดมากขึ้นเพื่อทำความเข้าใจปรากฏการณ์นี้อย่างถ่องแท้ การสังเกตของเราชี้ให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้สำหรับการตรวจจับก๊าซออกซิเจน” หลี่กล่าว บทความนี้เขียนโดยนักวิจัยหลังปริญญาเอก Thai Hoang; นักศึกษาปริญญาเอก Jonghoon Ahn และ Jaehoon Bang; และหลี่ เพชรนาโนที่ลอยได้ยังสามารถใช้ประโยชน์ในการประมวลผลข้อมูลควอนตัม เทคนิคการทดลองเพื่อตรวจสอบฟิสิกส์พื้นฐานในกลศาสตร์ควอนตัม และการวัดสนามแม่เหล็กและแรงโน้มถ่วง ซึ่งสามารถนำไปใช้กับหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และการทดลองเพื่อค้นหาการเบี่ยงเบนจากกฎความโน้มถ่วงของนิวตัน การลอยตัวของนาโนไดมอนด์ในสุญญากาศทำให้สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำและตรวจวัดอนุภาคที่ลอยได้อย่างแม่นยำ เพชรนาโนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100 นาโนเมตร หรือมีขนาดประมาณไวรัส และมี "ศูนย์ว่างของไนโตรเจน" ซึ่งมีความสำคัญต่อการใช้งานจริง ศูนย์ว่างไนโตรเจนเป็นข้อบกพร่องระดับอะตอมที่เกิดขึ้นในโครงตาข่ายเพชรโดยการแทนที่อะตอมของไนโตรเจนสำหรับอะตอมของคาร์บอนและสร้างโมฆะที่อยู่ใกล้เคียงในตาข่ายคริสตัล นักวิจัยสามารถใช้คุณสมบัตินี้เพื่อควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอน เลเซอร์ประเภทหนึ่งถูกใช้เพื่อ "ดักจับ" และทำให้อนุภาคนาโนลอยในห้องสุญญากาศ และอีกประเภทหนึ่งถูกใช้เพื่อตรวจสอบการหมุนของอิเล็กตรอน เสาอากาศขนาดมิลลิเมตรส่งคลื่นไมโครเวฟเพื่อควบคุมและพลิกสปินของอิเล็กตรอน และสเปกโตรมิเตอร์จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในการหมุน จำเป็นต้องใช้สุญญากาศเพื่อลดการรบกวนจากโมเลกุลของอากาศ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่อธิบายโดยทฤษฎีควอนตัมที่เรียกว่า "การทับซ้อน" และ "การพัวพัน" คอมพิวเตอร์ที่ใช้ควอนตัมฟิสิกส์อาจเพิ่มขีดความสามารถในการประมวลผล จัดเก็บ และส่งข้อมูลได้อย่างมาก เป้าหมายระยะยาวประการหนึ่งของการวิจัย Purdue คือการใช้เทคนิคนี้เพื่อทดสอบการทดลองทางความคิดเกี่ยวกับแมวที่มีชื่อเสียงของชโรดิงเงอร์ ซึ่งแมวอาจทั้งตายและมีชีวิตในเวลาเดียวกัน