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李彤仓老师（左）、金元斌博士（中）和沈坤红在普渡大学进行悬浮和旋转荧光钻石本质。图片来源：普渡大学，Charles Jischke。

普渡大学的物理学家正在举办天下上最小的迪斯科派对。迪斯科球自身是一个荧光纳米金刚石，他们将其悬浮并以令东说念主难以置信的高速率旋转。荧光钻石在旋转时会向不同想法放射和散射多色光。该小组络续相关快速旋转对其系统内自旋量子比特的影响，并或者不雅察到贝里相。

该团队由普渡大学物理与天文体老师、电气与狡计机工程老师李彤仓指导，在Nature Communications上发表了他们的相关成果。该出书物的审稿东说念主将这项责任描述为“不错说是旋转量子系统和悬浮能源学相关的创始性时候”和“悬浮光力学界的新里程碑”。

“遐想一下，眇小的钻石飘零在空旷的空间或真空中。在这些钻石里面，科学家们不错诓骗自旋量子比特进行精准测量，并探索量子力学与引力之间的狡饰关系，“李阐扬说，他亦然普渡大学量子科学与工程相关所的成员。

“往日，对这些飘零钻石的本质在驻扎它们在真空中的损成仇读取自旋量子比特方面遭受了贫乏。干系词，在咱们的责任中，咱们收效地使用异常的离子阱将钻石悬浮在高真空中。这是第一次，咱们不错在高真空下不雅察和截至悬浮钻石里面的自旋量子比特的举止。

该团队使钻石旋转得相配快——高达每分钟 12 亿次！通过这么作念，他们或者不雅察到旋转若何以一种称为贝里相的专有神气影响自旋量子比特。

“这一碎裂有助于咱们更好地明白和相关量子物理学的迷东说念主天下，”他说。

平均直径约为750 nm的荧光纳米金刚石是通过高压、高温合成分娩的。这些钻石用高能电子辐照以产生氮空位色中心，这些色中心承载着电子自旋量子比特。

当被绿色激光照耀时，它们会发出红光，用于读出它们的电子自旋情状。独特的红外激光照耀在悬浮的纳米金刚石上，以监测其旋转。就像迪斯科球相同，跟着纳米金刚石的旋转，散射红外光的想法也会发生变化，从而佩戴纳米金刚石的旋转信息。

该图露馅了悬浮在名义离子阱上方的金刚石颗粒。荧光金刚石纳米颗粒通过施加到四个角电极的探讨电压运转高速旋转（高达 12 亿转/分）。这种快速旋转在钻石里面的氮空位电子自旋中教化出一个相。左上角的图表描述了金刚石里面氮空位自旋弊端的原子结构。图片来源：Kunhong Shen。

本文的作家主要来自普渡大学，是Li相关小组的成员：Yuanbin Jin（博士后），Kunhong Shen（博士生），Xingyu Gao（博士生）和Peng Ju（应届博士毕业生）。Li、Jin、Shen 和 Ju 构念念并遐想了该形状，Jin 和 Shen 构建了建树。

随后，Jin进行了测量和狡计，团队集体征询了成果。两位非普渡大学的作家是桑迪亚国度本质室的主要时间东说念主员亚历杭德罗·格林（Alejandro Grine）和圣路易斯华盛顿大学助理老师Chong Zu。Li的团队与Grine和Zu征询了本质成果，快播色情片他们为本质和手稿的创新提供了建议。

“用于遐想咱们的集成名义离子阱，”Jin阐扬说念。“咱们使用交易软件 COMSOL Multiphysics 来扩张 3D 仿真。咱们使用不同的参数狡计拿获位置和微波透射率，以优化遐想。咱们添加了独特的电极，以便捷地截至悬浮钻石的通顺。在制造方面，名义离子阱是使用光刻时间在蓝对峙晶片上制造的。在蓝对峙晶片上千里积了300纳米厚的金层，以酿成名义离子阱的电极。

那么，钻石所以哪种神气旋转的，它们不错被速率或想法主管吗？沈说是的，他们不错调遣旋转想法和悬浮。

“咱们不错调遣运转电压来篡改旋转想法，”他阐扬说念。“悬浮的金刚石不错绕旨趣图中所示的z轴（垂直于离子阱的名义）旋转，顺时针或逆时针旋转，具体取决于咱们的运转信号。要是咱们不应用运转信号，钻石就会像毛线球相同全向旋转。

具有镶嵌式自旋量子比特的悬浮纳米金刚石已被提倡用于精准测量和创建大的量子重迭态，以测试量子力学的极限和引力的量子性质。

“广义相对论和量子力学是20世纪最伏击的两个科学碎裂。干系词，咱们仍然不知说念引力是若何量子化的，“李说，”达成本质相关量子引力的智商将是一个深广的碎裂。此外，具有镶嵌式自旋量子比特的旋转金刚石为相关机械通顺和量子自旋之间的耦合提供了一个平台。

这一发现可能会在工业应用中产生四百四病。李说，真空中悬浮的微米和纳米级颗粒不错算作出色的加快度计和电场传感器。举例，好意思国空军相关本质室（AFRL）正在使用光学悬浮纳米粒子来开采导航和通讯中环节问题的处置决策。

“在普渡大学，咱们领有开头进的步地来相关悬浮光力学，”李说，“咱们有两个成心的、公正的系统成心用于这一相关范围。此外，咱们还不错使用伯克纳米时间中心的分享步地，这使咱们或者在校园内制造和表搜集成的名义离子阱。咱们也很运道领有或者进行前沿相关的才华横溢的学生和博士后。此外，我的团队在这个范围仍是责任了十年，咱们丰富的教会使咱们或者获取快速的跨越。

更多信息：Yuanbin Jin 等东说念主，高真空旋转悬浮钻石中电子自旋的量子截至和 Berry 相，《当然通讯》（2024 年）。DOI： 10.1038/s41467-024-49175-3

期刊信息： Nature Communications【UMD-019】女を魅了するデカマラ集団 黒人ナンパ エロくてイイ大人の女 20人