Η μελέτη των φυσικών μιλά για χρωματικά κέντρα στο διαμάντι - σημειακά ελαττώματα σε διαφανή διηλεκτρικά
Δημιουργούνται χρωματικά κέντρα κενού αζώτουακαθαρσίες αζώτου, που βρίσκονται δίπλα στον άνθρακα που απουσιάζει στο διαμάντι. Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί οπτική πόλωση και πυρηνική ανάγνωση, καθώς και ένα πρωτόκολλο παλμών ραδιοσυχνοτήτων δύο κβαντικών συχνοτήτων για την παρακολούθηση της μετάπτωσης πυρηνικής σπιν του αζώτου-14.
Θυμηθείτε ότι αισθητήρες περιστροφής ή γυροσκόπιαχρησιμοποιείται συνήθως για πλοήγηση, συμπεριλαμβανομένων των αυτοκινήτων. Με εμπορικούς όρους, τα μηχανικά γυροσκόπια και τα μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα χρησιμοποιούνται ενεργά σήμερα, οι νέες μέθοδοι περιλαμβάνουν επίσης γυροσκόπια πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR). Αυτοί οι αισθητήρες έχουν τη δυνατότητα να ξεπεράσουν τις εμπορικές συσκευές την επόμενη δεκαετία λόγω της ακρίβειας, της αξιοπιστίας και της μικρογραφίας τους.
Τα γυροσκόπια πυρηνικής περιστροφής βασίζονται σε κέντραχρώματα του κενού αζώτου (NV) στο διαμάντι και είναι ανάλογα με συσκευές NMR που βασίζονται σε ατμούς ικανές να λειτουργούν σε ευρύτερο φάσμα περιβαλλοντικών συνθηκών. Ο αισθητήρας διαμαντιού μπορεί να λειτουργήσει ως πολυαισθητήρας, αναφέροντας μαγνητικό πεδίο, θερμοκρασία και καταπόνηση, ενώ χρησιμεύει ως αναφορά συχνότητας. Ο Yarmola και οι συνεργάτες του έδειξαν πώς ένα διαμαντένιο γυροσκόπιο NMR παρέχει άμεσα πληροφορίες για καταστάσεις πυρηνικού σπιν χωρίς να απαιτείται ακριβής γνώση των συχνοτήτων των μεταπτώσεων σπιν που επηρεάζονται από το περιβάλλον. Στο μέλλον, χάρη σε βελτιώσεις, η ομάδα επιστημόνων σκοπεύει να δημιουργήσει μια τέτοια συσκευή που θα μπορεί πρακτικά να χρησιμοποιηθεί για πλοήγηση.
Στην πειραματική εγκατάσταση, η ομάδα εγκατέστησεαισθητήρας διαμαντιού, λέιζερ πράσινης διόδου, φωτοανιχνευτής, καθώς και όλα τα οπτικά εξαρτήματα, σε περιστρεφόμενη πλατφόρμα, ρυθμιζόμενο με χρήση εξειδικευμένου συστήματος. Το διαμάντι υποστήριζε μια γκοφρέτα μονοκρυστάλλου πάχους 400 μm με συγκέντρωση κενού αζώτου 4 ppm.
Οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα μετατοπισμένο μαγνητικό πεδίο μεχρησιμοποιώντας δύο μαγνήτες δακτυλίου σαμαρίου-κοβαλτίου με αντιστάθμιση θερμοκρασίας και έναν ασφαιρικό συμπυκνωτή φακό χρησιμοποιήθηκε για να φωτίσει ένα διαμάντι 50 μm με πράσινο φως λέιζερ 80 mW για τη συλλογή του φθορισμού των κενών αζώτου. Οι επιστήμονες φίλτραραν φασματικά τον φθορισμό χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης και τον εστίασαν σε ένα από τα κανάλια ενός ισορροπημένου φωτοανιχνευτή. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκαν παλμοί ραδιοσυχνοτήτων για τον έλεγχο του πυρηνικού σπιν χρησιμοποιώντας ένα χάλκινο σύρμα διαμέτρου 160 μm, τοποθετημένο στην επιφάνεια του διαμαντιού κοντά στην οπτική εστίαση. Για να αποτρέψει τον θόρυβο του περιβάλλοντος μαγνητικού πεδίου, η ομάδα τοποθέτησε την εξέδρα, συμπεριλαμβανομένων των διαμαντιών και των μαγνητών, μέσα σε μαγνητικές ασπίδες από χάλυβα χαμηλού άνθρακα.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια τεράστια «μαύρη τρύπα» βρέθηκε στη μέση του Ειρηνικού Ωκεανού. Το δίκτυο αναρωτιέται τι είναι
Μεγάλα αποθέματα οργανικής ύλης ανακαλύφθηκαν ξανά στον Άρη. Οι επιστήμονες αναζητούν ίχνη ζωής
Οι δύτες βρήκαν τους θησαυρούς του θρυλικού «Island of Gold». Τα τεχνουργήματα κοστίζουν εκατομμύρια δολάρια