https://www.nature.com/articles/s41467-025-63232-5
Физики из Делфтского технологического университета впервые смогли зафиксировать в реальном времени магнитный ритм атома, наблюдая за квантовыми переходами его ядра.
Для этого использовался сканирующий туннельный микроскоп, позволивший проследить синхронизированное с ядром движение электронов в атоме стабильного изотопа титана-49, пишет Nature.
Учёным удалось изолировать и измерить длительность магнитного импульса атомного ядра, что даёт новое понимание природы релаксации ядерного спина на атомном уровне. Результаты имеют ключевое значение для разработки квантовых вычислительных систем, где спин может выступать в роли кубита — базового носителя информации.
Главная трудность состояла в том, что наблюдение за спином ядра напрямую изменяло бы его состояние. Для обхода этой проблемы исследователи использовали сверхтонкое взаимодействие между электронами и ядром как косвенный индикатор. Чтобы повысить точность измерений, они применили импульсную схему: микроскоп фиксировал данные короткими сериями, с перерывами, что позволило наблюдать динамику в реальном времени.
Эксперимент показал, что интервал между переключениями ядерного спина в атоме титана-49 составляет порядка пяти секунд. Эти переходы, отражающие переворот спина между квантовыми состояниями, были зарегистрированы быстрее, чем происходила сама осцилляция ядра. Достижение открывает новые перспективы для исследования и контроля спинов в атомном масштабе и может стать основой для конструирования более устойчивых квантовых кубитов.
