Ученые выяснили, что пары виноградин создают сильные магнитные поля, которые используются в квантовых датчиках. Это поможет разработать более компактные и экономичные квантовые устройства.

Результаты опубликованы в издании Physical Review Applied.

Ведущий автор исследования Али Фаваз, кандидат наук по квантовой физике, пояснил:

Предыдущие исследования рассматривали электрические поля, а мы показали, что виноградные пары могут усиливать магнитные поля.

Исследование основано на видео в социальных сетях. На этих роликах показано, как в микроволновой печи из винограда появляется плазма — светящиеся шарики, которые состоят из электрически заряженных частиц.

Предыдущие исследования были сосредоточены на электрических полях, а команда из университета Маккуори изучила влияние магнитного поля. Это важно для квантовых технологий.

Для этого использовались особые наноалмазы с дефектами атомного масштаба внутри. Эти дефекты ведут себя как крошечные магниты и могут обнаруживать магнитные поля.

Обычно алмазы не имеют цвета, но если некоторые атомы углерода заменить другими атомами, то могут получиться алмазы с особыми свойствами, — объясняет один из исследователей, доктор Сарат Раман Наир.

В нашем исследовании мы использовали крошечные частички алмазов, в которых были дефекты. Эти дефекты действовали как маленькие магниты, которые можно использовать для измерения очень маленьких величин.

Исследователи прикрепили алмазный датчик к концу тонкого стеклянного волокна и поместили его между двумя виноградинами. Затем они направили на волокно зеленый лазерный луч, и атомы в алмазе начали светиться красным светом. По яркости этого красного свечения ученые могли определить силу микроволнового поля вокруг виноградин.

Мы провели эксперимент и выяснили, что если добавить в процесс виноград, то магнитное поле микроволнового излучения станет в два раза сильнее, — говорит Фаваз.

Профессор Томас Фольц, старший автор работы и руководитель группы квантовых материалов и приложений в Школе математических и физических наук Маккуори, говорит, что результаты исследования могут помочь сделать квантовые технологии более маленькими.

Профессор считает, что исследование может привести к созданию более компактных и эффективных устройств для квантового зондирования.

В эксперименте использовались виноградины определенного размера — около 27 миллиметров в длину. Они помогли сконцентрировать микроволновую энергию на нужной частоте, которая подходила для алмазного квантового датчика.

В устройствах квантового зондирования обычно используют сапфир. Но ученые из Маккуори решили проверить, не будет ли вода работать лучше.

Для эксперимента они взяли виноград, ведь он состоит в основном из воды, окруженной тонкой оболочкой. Их теория подтвердилась: вода действительно лучше концентрирует микроволновую энергию, но она менее стабильна и теряет больше энергии. Это и есть задача ученых — сделать воду более надежной.

Исследователи разрабатывают новые материалы, которые используют уникальные свойства воды. Это приближает нас к созданию более эффективных сенсорных устройств.

Ранее ученые успешно провели квантовую телепортацию.