Около 60 лет назад американский ученый-физик и лауреат Нобелевской премии Николас Бломберген (Nicolaas Bloembergen) предсказал возможность существования такого явления, как ядерный электрический резонанс. Однако, вплоть до последнего времени еще никому не удавалось продемонстрировать это явление вживую. Но не так давно в одной из лабораторий университета Нового Южного Уэльса (UNSW), Австралия, были получены первые фактические доказательства существования ядерного электрического резонанса, и это стало возможным благодаря неисправности одной из частей лабораторной установки. Тем не менее, сделанное случайно открытие дает людям новый уровень контроля над ядрами атомов, что, в свою очередь, может серьезно ускорить разработку квантовых компьютеров и коммуникационных устройств.
Схема экспериментальной установки
© UNSW/Tony Melov
Электрический ядерный резонанс позволяет управлять вращением отдельных атомов, используя не магнитные, а электрические поля. Это означает возможность более точного управления, не требующего использования больших и громоздких устройств. «Теперь у нас есть путь к разработке квантовых компьютеров, в которых используется вращение отдельных атомов» — пишут исследователи, — «И при этом устранена необходимость в использовании любых переменных магнитных полей».
В некоторых ситуациях электрический ядерный резонанс может стать заменой магнитного ядерного резонанса, который достаточно используется в различных целях и требует больших электромагнитов, по обмоткам которых циркулируют большие токи. В качестве примера можно привести установку магниторезонансной томографии, которая имеется в наличии в любой хорошей больнице и занимает там далеко не самое маленькое помещение.
Отметим, что в своей работе австралийские ученые занимались совершенствованием технологии ядерного магнитного резонанса. Но сломанная антенна их экспериментальной установки стала причиной того, что ученые начали получать весьма необычные и неожиданные данные. Долгий и тщательный анализ этих данных позволил ученым разобраться во всем происходящем и понять, что им удалось успешно решить задачу, поставленную Бломбергеном в 1961 году, и впервые продемонстрировать явление ядерного электрического резонанса.
Собранные экспериментальные данные позволили ученым составить компьютерную математическую модель, которая показала возможность использования электрических полей для влияния на ядро атома на самом фундаментальном уровне. Эти поля искажают внутренние внутриатомные связи, что приводит к пространственной переориентации атома.
Теперь, когда ученые уже узнали, как именно работает явление ядерного электрического резонанса, они могут начать поиск областей практического применения этого явления. Кроме этого, данное открытие дополнило собой список значительных научных открытий, сделанных совершено случайным образом.
Статья опубликована в журнале Nature
Источник: dailytechinfo.org
