Naučnici prvi put “vidjeli” spin jezgra atoma

IslamBosna.ba – Tim istraživača s Tehnološkog univerziteta u Delftu uspio je u realnom vremenu posmatrati kako se magnetsko jezgro jednog atoma prebacuje iz jednog kvantnog stanja u drugo. Koristeći skenirajući tunelirajući mikroskop (STM), naučnici su preko elektrona indirektno očitali tzv. nuklearni spin i otkrili da ostaje stabilan iznenađujuće dugo – čak nekoliko sekundi. Ovo otkriće, objavljeno u časopisu Nature Communications, otvara vrata novim mogućnostima kontrole kvantnih stanja na atomskom nivou.

STM koristi ultratanku iglu da “osjeti” pojedinačne atome i njihove elektrone, što omogućava snimanje s atomskom rezolucijom. I dok je mjerenje spinova elektrona postignuto još prije desetak godina, očitavanje spinskog stanja jezgra bilo je veliki izazov. Zahvaljujući hiperfinoj interakciji između elektrona i jezgra, tim je uspio uhvatiti promjene u stvarnom vremenu i pratiti njihovo prebacivanje na ekranu računara.

Eksperimenti su pokazali da jezgro mijenja svoje stanje prosječno svakih pet sekundi, što je daleko sporije i stabilnije od elektronskog spina, koji traje tek 100 nanosekundi. Ta stabilnost omogućila je tzv. “single-shot readout” – brzo mjerenje koje prati spin bez njegovog neželjenog poremećaja.

Prema istraživačima, ovo je prvi korak ka manipulaciji nuklearnim spinovima na površini atoma. Dugoročno, tehnologija bi mogla doprinijeti razvoju kvantne simulacije i kvantnog senzinga, revolucionarnih metoda za proučavanje materijala i informatičkih sistema budućnosti.

Izvor: 10.1038/s41467-025-63232-5

IslamBosna.ba