Газета "Наш Мир" Газета «Наш
Мир»
Специалисты из Гарвардского университета, Массачусетского
технологического института и Сельскохозяйственного и политехнического
университета Техаса (все - США), исследовавшие возможность создания
квантового компьютера с помощью алмазов, нашли этим драгоценным камням
новое применение в биологии и медицине.
Свойства алмазов, как
выяснили ученые, делают их идеальными кандидатами на роль датчиков в
устройствах, работа которых основана на явлении ядерного магнитного
резонанса (ЯМР).
Периодичность кристаллической решетки алмаза,
поясняют авторы, иногда нарушается, причем довольно часто встречается
такой дефект: один атом азота заменяет два атома углерода, оставляя
позицию одного из них вакантной.
Образованием этих дефектов
отчасти объясняется блеск алмазов: при попадании на них зеленого света
два неспаренных электрона атома азота переходят в новое энергетическое
состояние с испусканием фотонов.
Анализируя незначительные
изменения в процессе испускания, можно определить направление спина
электрона. В своих опытах ученые продемонстрировали передачу квантовой
информации (спинового состояния) от электрона к ядрам близлежащих
атомов углерода, построили небольшую цепь, которая выполняла простейшие
логические операции, и организовали процесс считывания квантовых данных.
Основное
достоинство такого подхода заключается в том, что система сохраняет
работоспособность при комнатной температуре. Впрочем, построить
действующий квантовый компьютер ученые не стремятся; куда больше их
привлекает создание ЯМР-датчика для изучения микроскопических объектов
- отдельных клеток в живом организме или молекул.
«Считается,
что проводить такие исследования невозможно, поскольку в обоих случаях
магнитное поле слишком слабо, - говорит один из участников работы
Джейкоб Тейлор (Jacob Taylor). - Однако чувствительность этой
технологии очень высока; кроме того, она не представляет опасности для
организма и не требует охлаждения до низких температур. Надеюсь, с ее
помощью нам удастся заглянуть внутрь клетки и рассмотреть, что
происходит в разных ее частях».
Полная версия отчета будет опубликована в журнале Science.
| 
