(Phys.org) —Três equipes trabalhando de forma independente encontraram uma maneira quase idêntica de aumentar a resolução dos sensores magnéticos quânticos, permitindo medições de frequência com uma precisão muito maior do que as técnicas anteriores. Duas equipes, um com ETH Zurich, o outro baseado na Universidade de Ulm na Alemanha, publicaram seus resultados no jornal Ciência . A terceira equipe que trabalha em Harvard ainda não publicou seus resultados, embora eles tenham carregado uma cópia de seu artigo para o arXiv servidor de pré-impressão. Andrew Jordan, da Universidade de Rochester, nos EUA, publicou um artigo Perspectiva no mesmo Ciência edição que descreve o trabalho das equipes e observa a "descoberta independente múltipla, "o que é interessante por si só.

O sensor quântico tornou-se uma ferramenta essencial para os físicos - ele mede frequências em uma ampla variedade de aplicações. Mas, como foi observado, porque deve interagir com o meio ambiente, degradação ocorre. Neste novo esforço, todas as três equipes encontraram a mesma maneira de aumentar a precisão de tal detecção usando um relógio clássico.

A melhoria envolveu a medição de um qubit quântico estudando defeitos em vacâncias de nitrogênio (NVs) em um diamante - tais vagas têm uma mola magnética, o que os torna sensíveis a um campo magnético. Neste novo esforço, os pesquisadores das três equipes isolaram os NVs, permitindo-lhes medir e manipulá-los. Eles identificaram um meio de melhorar a resposta do NV a um campo magnético, levando todas as três equipes a melhorar seus resultados, fazendo medições repetidas em pontos de tempo diferentes, enquanto mantém o controle de quanto tempo passou - cortesia de um relógio externo para manter as medições sincronizadas. Isso permitiu coletar mais informações de frequência e, portanto, melhorar a precisão. Os pesquisadores relatam melhorias de nove ordens de magnitude em relação aos métodos anteriores.

A equipe na Alemanha levou seu trabalho adiante usando sua técnica de medição para realizar espectroscopia de NMR em uma pequena amostra de polibuteno e descobriu um problema - as moléculas difundidas pelos centros NV, impedindo uma resolução melhorada. Mas como se viu, a equipe de Harvard encontrou uma solução para o mesmo problema - fazer a técnica funcionar em grupos de centros NV no mesmo diamante.

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