Forradalmasíthatják a biológiai és kémiai fenyegetések detektálásának módját az amerikai Johns Hopkins Alkalmazott Fizikai Laboratórium (APL) kutatói. A szakemberek egy olyan kvantumérzékelő platform fejlesztésén dolgoznak, amely lehetővé teheti a katonák számára a vegyi és biológiai fenyegetések észlelését egy olyan eszközzel, amely elég kicsi ahhoz, hogy bevetésre is magukkal vigyék.
Az APL kutatói egy olyan, nagyjából laptop méretű, terepen is használható eszközt képzelnek el, amely képes lenne potenciálisan veszélyes anyagok rendkívül kis mintáinak elemzésére – írja az Interesting Engineering.
A kutatók jelenleg azon dolgoznak, hogy a magmágneses rezonancia spektroszkópia (NMR-spektroszkópia) széles körű detektálási képességét ötvözzék egy, a jelenleg használtnál sokkal kisebb érzékelővel.
Az NMR-spektroszkópia az atommagok és a külső mágneses mező kölcsönhatásán alapul. Az eljárás mágneses mezőket használ ahhoz, hogy hatással legyen az atommagok spinjére. A keletkező jelek információt hordoznak a molekulák szerkezetéről, ami lehetővé teszi az egyes anyagok megkülönböztetését.
https://hvg.hu/tudomany/20260619_amerikai-lezerfegyver-energiaatvitel-vezetek-nelkuli-toltes
Bár a technika már széles körben elterjedt a laboratóriumokban, a hagyományos NMR-rendszerek terepi alkalmazása nehézkes. Ezek jellemzően nagy teljesítményű szupravezető mágneseket, kriogén hűtőberendezéseket és viszonylag nagy mintamennyiséget igényelnek.
Isaiah Gray, az APL kísérleti fizikusa és csapata az újfajta megoldást a nitrogén-vakancia centrum (NV-centrum) elvére építené. Ez egy hiba a gyémánt szerkezetében: a gyémántrácsban egyetlen szénatom helyét egy nitrogén veszi át, a rácsban a szomszédos hely pedig üres marad.
Ez egy olyan kvantumrendszert hoz létre, amely reagál a környező mágneses mezőkre.
A zöld lézerfénnyel megvilágított NV-centrum vörös fényt bocsát ki, ennek mérésével pedig meghatározható az NV-centrum spinállapota. Ebből aztán következtetéseket vonhatnak le a közelében lévő molekuláris szerkezetekre vonatkozóan.
Az eljárás néhány száz, vagy akár néhány tucat atom esetén is használható lehet, ami lehetővé teszi, hogy rendkívül kicsi mintát vizsgáljanak a kutatók.
A legfontosabb kérdés jelenleg az, hogy mennyire sikerül növelni az érzékelő érzékenységét. Ha ez megoldható, az lehetővé teheti, hogy a rendkívül fontos felszerelés kicsinyített változatát használják kültéren.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.
