Nanodiamants lévitants : 1,2 milliard de RPM
Des physiciens de l’Université Purdue ont lévité des diamants à l’échelle nanométrique, les faisant briller et tourner à 1,2 milliard de tours par minute avec des lasers. Ces expériences pourraient considérablement faire avancer la recherche en physique quantique.
Création de nanodiamants prêts pour la physique quantique par haute pression
Les nanodiamants, d’une largeur moyenne de 750 nanomètres, sont d’abord produits sous haute pression et température. Ils sont ensuite irradiés avec des électrons à haute énergie pour créer un défaut connu sous le nom de défaut azote-vacance, utilisé pour stocker des informations quantiques.
L’équipe a réussi à faire léviter les nanodiamants en créant un piège à ions de surface avec une fine couche d’or sur un wafer de saphir, gravée en forme d’« oméga » (Ω). Lorsque le courant passe à travers l’or, il génère un champ électromagnétique qui lévite le nanodiamant dans une chambre à vide.
Kunhong Shen
« Nous pouvons ajuster la tension pour changer la direction de rotation, » explique Kunhong Shen, l’un des auteurs de l’étude. « Le diamant lévitant peut tourner autour de l’axe z (perpendiculaire à la surface du piège à ions), comme le montre le diagramme, dans le sens horaire ou antihoraire, selon notre signal de contrôle. Si nous n’appliquons pas le signal de contrôle, le diamant tournera dans toutes les directions, comme une pelote de fil. »
Atteindre des vitesses de rotation record pour les nanodiamants
Le groupe a fait tourner les nanodiamants à 1,2 milliard de tours par minute, mais le record actuel est de 300 milliards de tours par minute avec un « haltère » nanométrique.
Explorer la gravité quantique avec des nanodiamants lévitants
L’étude des nanodiamants va au-delà des records. L’illumination au laser vert révèle les états de spin des électrons, tandis qu’un laser infrarouge montre leur rotation. La comparaison de ces mesures aide les scientifiques à comprendre comment le spin des diamants affecte l’information quantique.
« Imaginez de petits diamants flottant dans un vide, » a déclaré Tongcang Li, l’auteur principal de l’étude. « Ces diamants hébergent des qubits de spin pour des mesures précises et pour explorer le lien entre la mécanique quantique et la gravité. Bien que les expériences passées aient lutté avec la perte de diamants et les lectures de qubits, nous avons réussi à léviter un diamant avec un piège à ions, permettant pour la première fois d’observer et de contrôler les qubits de spin.
La principale question que l’équipe espère explorer est comment la gravité pourrait être expliquée en termes quantiques, ce qui reste l’un des problèmes les plus difficiles de la physique.
Lisez l’article original sur : New Atlas
Lisez aussi : Quantum Leap Rapid Battery Charging Promise
