Научниците изградени термометар кој може да ја каже разликата на температурата во жива клетка

азотниот атом, наместо на јаглероден атом во кристалната структура на дијаманти, го прави позиција во близина - "виртуелен молекула" способна да дејствува како складиште на информации.

Истражувачите неодамна открија дека температурата во различни делови на биолошка клетка може да се разликуваат од страна на до 0,96 ° C. Јапонските научници објавија на ова откритие, флуоресцентни термометар со просторна резолуција од 200 nm и температура - во рок од 0,18-0,58 ° C (овој параметар варира во зависност од надворешните услови). За вршење на повеќе точни мерења и проучување на термодинамички процеси кои се одвиваат во живите клетки, американските истражувачи развија нова техника за мерење на "интрацелуларен температура" со резолуција од редот на неколку стотинки од еден степен. Просторната резолуција на уредот е ограничен само од големината на истрагата.

Клучот ефект кој се користи за мерење, е ефектот на флуоресценција на дијаманти дефекти во својата структура. Кога еден од атом на јаглерод се заменува со атом на азот да се формира "солза" во соседна решеткасти сајт - отворена позиција. Шест "висат" обврзници во суштина создава еден виртуелен негативно наелектризирани молекули со три можни спин-членки на електрони (1, 0 и -1) - отворена положба се однесува како таков молекула. Ласерско зрачење прави виртуелен молекула на флуоресцентна.

Во некои случаи, ефектот на разделување на нивото на енергија на електроните кристално поле резултати во фактот дека со разни комбинации на електрони врти и ќе се разликува од вредноста на енергија за различни нивоа на енергија - и како последица на тоа, исто така, фреквенцијата на флуоресценција. Оваа зависност на флуоресценција од зад грб го прави на "азот" дефекти во дијамант ветувачки кандидати за улогата на чувари на qubits - квантната единица на информации. Флуоресценција фреквенција, исто така, зависи од температурата и магнетното поле параметри, кој, заедно со способноста да се "чита" податоци од поединечни позиции возможно да се создаде висока прецизност мерниот инструмент.

На собна температура, фреквенцијата на зрачење е намален за околу 74 kHz кога температурата се зголемува за еден степен Келвин. На температура од околу 500 К, разликата е веќе околу -140 kHz / К. резолуција температура зависи од времето потребно да се "чита" на податоци (всушност, времето на кохерентност спин, што е потребно со цел да не се изгуби информации што се зачувани на работно место). Научниците беа во можност да се вртат кохерентност за повеќе од 80 микросекунди, постигнувајќи седум пати зголемување на чувствителноста на уредот во споредба со претходните методи на мерење.

Еден од извонредните карактеристики на новиот сензор - истовремено да се измери не само на температура, но исто така и на големината на магнетно поле, на електричното поле во такви мали мотори како живи клетки или microfluidic уред. Како демонстрација уред температури работа се мери во посебни ќелии, што е дозволено да се утврди нивната одржливост.