Usan una molécula como sensor cuántico
CIENCIAS EXACTAS: FÍSICA.
Unos científicos han desarrollado una técnica revolucionaria que utiliza una sola molécula como sensor cuántico.
Los sensores cuánticos se valen de propiedades exclusivas de la mecánica cuántica para realizar mediciones ultraprecisas que resultan imposibles para los sensores tradicionales.
Pritam Priyadarsi y Sahand Tabatabaei, junto a un microscopio electrónico utilizado en las pruebas de mediciones mediante el nuevo sistema. Foto: University of Waterloo.
El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Sahand Tabatabaei, Pritam Priyadarsi y Raffi Budakian, los tres del Instituto de Computación Cuántica (IQC), en la Universidad de Waterloo, Canadá.
Esta técnica, nunca antes demostrada, utiliza moléculas individuales de una clase no empleada anteriormente para este propósito. La obtención de imágenes con este elevado grado de precisión ayuda a los investigadores a averiguar detalles sobre el comportamiento de proteínas y otras biomoléculas. Esto a su vez puede resultar clave para obtener información nueva sobre el desarrollo de enfermedades y la interacción de fármacos, todo lo cual podría permitir el diseño de tratamientos médicos más eficaces.
Los sensores analizan el espín, o entorno magnético local, de los átomos. Dado que cada átomo posee una frecuencia de resonancia única, si dos se encuentran cerca, se afectan magnéticamente entre sí.
Una técnica de detección cuántica bien establecida utiliza diamantes sintéticos con defectos a escala atómica y emplea luz para la lectura de señales. Los creadores del nuevo método recurrieron a una clase de moléculas denominada tritil-OX063 como sensor cuántico. El espín del sensor se aísla y protege, preservando así sus propiedades cuánticas.
El nuevo método se vale del espín electrónico (espín de electrón) de la molécula OX063. Los campos magnéticos de los espines nucleares cercanos modifican la evolución de dicho espín electrónico. La señal resultante se detecta mecánicamente mediante sondas de nanocables de 100 nanómetros de diámetro, aproximadamente del tamaño de un virus, y de 20 micras de longitud, aproximadamente del grosor de un cabello humano.
Tabatabaei, Priyadarsi, Budakian y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Physical Review X, bajo el título “Long-Lived Mechanically Detected Molecular Spins for Quantum Sensing”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings