.Cutting-Edge Quantum Sensor Unveils the Hidden Atomic World

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.Cutting-Edge Quantum Sensor Unveils the Hidden Atomic World

최첨단 양자 센서가 숨겨진 원자 세계를 공개하다

물리학 양자 센서 아트

주제:기초과학연구원나노기술감지기 기초 과학연구소 2024년 8월 4일 물리학 양자 센서 아트 국제 연구팀은 원자 규모에서 미세한 자기장을 감지할 수 있는 획기적인 양자 센서를 개발했으며, 이는 양자 물질과 시스템을 연구하는 우리의 접근 방식에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다. 출처: SciTechDaily.com

한국과 독일의 연구자들이 개발한 새로운 양자 센서는 원자 규모에서 자기장을 높은 정밀도로 측정할 수 있습니다. 이 기술은 단일 분자를 사용하여 감지하여 뛰어난 분해능과 양자 물질 및 분자 시스템 분석에서 상당한 진전을 이룰 수 있는 잠재력을 제공합니다.

과학적 돌파구에서 한국 IBS 양자나노과학 연구단(QNS)과 독일 Forschungszentrum Jülich의 국제 연구팀은 원자 길이 규모에서 미세한 자기장을 감지할 수 있는 양자 센서를 개발했습니다. 이 선구적인 작업은 과학자들의 오랜 꿈, 즉 양자 물질을 위한 MRI와 같은 도구를 실현합니다. "작은 것을 보려면 작아야 합니다." - Dr. Dimitry Borodin

연구팀은 QNS에서 실험을 수행하는 동안 Jülich 그룹의 하향식 단일 분자 제조 전문 지식을 활용했으며, 한국 팀의 최첨단 계측 장비와 방법론적 노하우를 활용하여 원자 세계를 위한 세계 최초의 양자 센서를 개발했습니다. 원자 규모 측정의 과제 원자 의 지름은 가장 두꺼운 인간의 머리카락보다 백만 배나 작습니다.

이로 인해 원자에서 나오는 전기장 및 자기장과 같은 물리적 양을 시각화하고 정확하게 측정하는 것이 매우 어렵습니다. 단일 원자에서 나오는 이러한 약한 장을 감지하려면 관찰 도구가 매우 민감하고 원자 자체만큼 작아야 합니다.

양자 센서는 전자의 스핀이나 양자 상태의 얽힘과 같은 양자 역학적 현상을 사용하여 정확한 측정을 하는 기술입니다. 지난 몇 년 동안 여러 유형의 양자 센서가 개발되었습니다. 많은 양자 센서가 전기 및 자기장을 감지할 수 있지만 원자 규모의 공간 분해능은 동시에 마스터할 수 없다고 믿어졌습니다.

양자 센서 비교할 수 없는 성능

양자 센서 비교할 수 없는 성능 연구팀은 STM 끝에 PTCDA 분자를 부착하고 ESR을 측정하여 전례 없는 수준의 감도와 공간 분해능을 달성했습니다. 출처: 기초과학연구소

양자 감지 기술의 혁신 새로운 원자 규모 양자 센서의 성공은 단일 분자를 사용하는 데 있습니다. 이는 대부분의 다른 센서의 기능이 결정 격자의 결함(불완전성)에 의존하기 때문에 개념적으로 다른 감지 방식입니다. 이러한 결함은 재료에 깊숙이 묻혀 있을 때만 특성을 발휘하기 때문에 전기 및 자기장을 감지할 수 있는 결함은 항상 물체와 상당히 먼 거리에 머물러 있어 단일 원자 규모에서 실제 물체를 볼 수 없습니다.

연구팀은 접근 방식을 변경하여 단일 분자를 사용하여 원자의 전기 및 자기적 특성을 감지하는 도구를 개발했습니다. 분자는 주사 터널링 현미경의 팁에 부착되어 실제 물체에서 몇 원자 거리 내로 가져올 수 있습니다. Jülich 팀의 수석 저자인 Taner Esat 박사는 잠재적인 응용 분야에 대한 흥분을 표하며, "이 양자 센서는 MRI만큼 풍부한 재료의 이미지를 제공하고 동시에 양자 센서의 공간 분해능에 대한 새로운 표준을 설정하기 때문에 게임 체인저입니다. 이를 통해 가장 기본적인 수준에서 재료를 탐색하고 이해할 수 있습니다."라고 말했습니다.

장기 협업은 이전에 QNS에서 포스트닥을 맡았던 Esat 박사가 Jülich로 돌아와 이 감지 분자를 고안한 데 달려 있었습니다. 그는 센터의 최첨단 기기를 사용하여 이 기술을 증명하기 위해 연구 목적으로 QNS로 돌아가기로 했습니다.

https://youtu.be/cHuZCmOtVFc

연구팀은 STM 끝에 PTCDA 분자를 부착하고 ESR을 측정하여 전례 없는 수준의 감도와 공간 분해능을 달성했습니다. 출처: 기초과학연구소

의미와 미래 전망 센서는 10분의 1 옹스트롬의 공간 분해능으로 자기장과 전기장의 변화를 감지할 수 있는 에너지 분해능을 가지고 있으며, 여기서 1 옹스트롬은 일반적으로 하나의 원자 직경에 해당합니다. 게다가, 양자 센서는 전 세계의 기존 실험실에서 제작 및 구현할 수 있습니다. "이 업적을 이렇게 두드러지게 만드는 것은 우리가 정교하게 설계된 양자 물체를 사용하여 근본적인 원자 특성을 하향식으로 해결한다는 것입니다. 물질을 시각화하는 이전 기술은 크고 부피가 큰 프로브를 사용하여 작은 원자적 특징을 분석하려고 시도합니다." QNS의 수석 저자인 디미트리 보로딘 박사가 강조합니다.

"작은 것을 보려면 작아야 합니다." 이 획기적인 양자 센서는 양자 물질 및 장치를 엔지니어링하고, 새로운 촉매를 설계하고, 생화학과 같은 분자 시스템의 기본적인 양자 행동을 탐구하는 데 혁신적인 길을 열 준비가 되었습니다. 이 프로젝트의 QNS PI인 유정 배는 "물질을 관찰하고 연구하는 도구의 혁명은 축적된 기초 과학에서 나옵니다.

리처드 파인만이 말했듯이 '바닥에는 충분한 공간이 있습니다.' 원자 수준에서 조작하는 기술의 잠재력은 무한합니다." 율리히의 연구 그룹 리더인 테미로프 교수는 "분자 조작 분야에서 오랜 연구를 통해 기록적인 양자 장치가 구축된 것을 보는 것은 흥미롭습니다."라고 덧붙였습니다. 연구 결과는 7월 25일 Nature Nanotechnology 에 게재되었습니다 . 이 원자 스케일 양자 센서의 개발은 양자 기술 분야에서 중요한 이정표를 세우며 다양한 과학 분야에 광범위한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

참고문헌: Taner Esat, Dmitriy Borodin, Jeongmin Oh, Andreas J. Heinrich, F. Stefan Tautz, Yujeong Bae 및 Ruslan Temirov의 "원자 규모 전기 및 자기장을 위한 양자 센서", 2024년 7월 25일, Nature Nanotechnology . DOI: 10.1038/s41565-024-01724-z

https://scitechdaily.com/cutting-edge-quantum-sensor-unveils-the-hidden-atomic-world/

메모 240805120

작고 빠른 것이 물질의 원소나 아원자 영역에 있다. 작은 것을 더 관찰하고 측정하려면 '작은 것을 보려면 장치가 작아야 한다'라고 말한다. 그런데 정작 장치로 볼수 없는 세계는 너무나 많다는 점. 그래서 인간의 직관과 통찰력이 지배하는 명쾌한 이론의 사유 장치가 필요하다.

1.
나는 원자나 아원자들이 모여서 질량을 이루는 단위를 magicsum이론으로 심층 연구하고 있다. 메모가 나의 중요한 사고증명 도구이다.

msbase 원자들의 평면에 질량을 제공하는 전자나 힉스입자들이 모여서 msbase.msoss을 형성하는 물질계에 관한 연구이다.

최근에 중요한 사실은 알게 되었는데, msbase의 마지막에 부착된 뭔 분자인지 모를 n2에서 거대한 구멍이 존재하는 것을 알아냈고, nk2 적적산 정상에서 n2-1.base.camp의 구간에 등고선이 무척 다양한 코스가 존재한다는 점이다. 허허. 이는 마치 0과 1사이에 모든 소수점 들이 등고선으로 나타낼 수 있는 경우수로 보인다. 특이한 점을 이들 구간에 자기장이 존재한다는 점이다.

앞서, nh2 거대한 구멍은 깊고 긴 도파관인데 이것이 형성되는 원리가 msbase.ng2/qpeoms.epi.ring이다. 여기서 epi.ring은 마치 종이에 타공점이 찍힌 모습을 모두 겹친 상태로 qpeoms가 현란하게 반복.진동.회전들을 수행했다. 또 특히한 점은 이 한점에서 미세중력이 흘러가 어두운 전자로 막힌 시공간에 암흑물질계를 보여준다는거여. 허허.

No photo description available.

Source 1. Edit
An international research team has developed a groundbreaking quantum sensor that can detect tiny magnetic fields at the atomic scale, which could potentially revolutionize our approach to studying quantum materials and systems.

The success of the new atomic-scale quantum sensor lies in its use of single molecules. This is a conceptually different sensing method, as most other sensors rely on defects (imperfections) in the crystal lattice to function. Since these defects only exhibit their properties when deeply embedded in a material, the defects that can detect electric and magnetic fields are always quite far away from the object, making it impossible to see the actual object at the single-atom scale. The team changed their approach and developed a tool that uses single molecules to detect the electric and magnetic properties of atoms. The molecule was attached to the tip of a scanning tunneling microscope, which could bring it within a few atoms of the actual object.

Note 240805120

Small and fast are found in the elemental or subatomic realm of matter. In order to observe and measure the small, it is said that 'the device must be small to see the small'. However, there is so much of the world that cannot be seen with the device. So, we need a clear theoretical thinking device governed by human intuition and insight.

1.
I am deeply studying the unit of mass formed by atoms or sub-atoms using magicsum theory. Memo is my important thought proof tool.

It is a study on the material world where electrons or Higgs particles that provide mass to the plane of msbase atoms gather to form msbase.msoss.

Recently, I learned an important fact. I found out that there is a huge hole in n2, which is an unknown molecule attached to the end of msbase, and that there are many different courses of contour lines in the section from nk2 to n2-1.base.camp. Hehe. This seems to be the case where all decimal points between 0 and 1 can be expressed as contour lines. The special thing is that there is a magnetic field in these sections.

As mentioned earlier, the nh2 huge hole is a deep and long waveguide, and the principle of its formation is msbase.ng2/qpeoms.epi.ring. Here, epi.ring is like a paper punched with dots all overlapping, and qpeoms performs dazzling repetitions, vibrations, and rotations. Another special point is that microgravity flows from this one point, showing the dark matter system in the spacetime blocked by dark electrons. Hehe.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca