Forskare vid University of Rochester har nyligen presenterat direkta bevis för existensen av ett så kallat kärnspinn-mörkt tillstånd, en upptäckt som kan få stor betydelse för utvecklingen av kvantdatorer och andra kvantteknologier134.
Vad är ett kärnspinn-mörkt tillstånd?
Ett kärnspinn-mörkt tillstånd är ett unikt kvantfenomen där atomkärnornas magnetiska egenskaper (spinn) synkroniseras på ett sätt som gör dem ”osynliga” för omgivningen56. I detta tillstånd:
- Atomkärnornas spinn riktas in och synkroniseras
- Detta förhindrar störningar av elektronernas spinn
- Elektronspinnets stabilitet ökar markant
Forskningens genombrott
Forskarteamet, under ledning av professor John Nichol, använde kvantprickar – små halvledarpartiklar som fångar enskilda elektroner – för att skapa och studera det kärnspinn-mörka tillståndet46. De viktigaste resultaten inkluderar:
- Användning av dynamisk kärnpolarisation för att skapa tillståndet
- Direkt mätning av tillståndets effekter
- Bekräftelse på betydligt minskad växelverkan mellan elektron- och kärnspinn
- Ökad livslängd för elektroniska spinntillstånd
Potentiella tillämpningar
Upptäckten av kärnspinn-mörka tillstånd öppnar upp för flera spännande möjligheter inom kvantteknologi357:
- Stabilare kvantdatorer: Minskat ”brus” kan leda till färre beräkningsfel och längre koherenstider.
- Förbättrad kvantsensorteknik: Ökad känslighet för att detektera små förändringar i magnetfält, temperatur eller tryck.
- Kvantminnen: Möjlighet att lagra kvantinformation under längre tid.
- Integrering med befintlig teknik: Upptäckten gjordes i kisel, vilket underlättar integration med dagens elektronik.
Denna banbrytande forskning bekräftar årtionden av teoretiska förutsägelser och banar väg för utvecklingen av mer avancerade och stabila kvantsystem7. Det kärnspinn-mörka tillståndet kan visa sig vara en avgörande pusselbit i strävan efter att göra kvantdatorer mer tillförlitliga och praktiskt användbara i framtiden.
Citations:
- https://phys.org/news/2025-02-newly-nuclear-dark-state-quantum.html
- https://arxiv.org/html/2405.14922v1
- https://quantumzeitgeist.com/scientists-confirm-existence-of-nuclear-spin-dark-state-breakthrough-could-lead-to-more-efficient-quantum-computers/
- https://www.techexplorist.com/existence-nuclear-spin-dark-state-proved/96977/
- https://www.yahoo.com/news/first-direct-evidence-nuclear-spin-161647747.html
- https://knowridge.com/2025/02/scientists-prove-the-existence-of-a-dark-state/
- https://sciencesprings.wordpress.com/2025/02/13/from-the-university-of-rochester-scientists-directly-prove-the-existence-of-a-nuclear-spin-dark-state/
- https://www.threads.net/@sciencex.physorg/post/DF_lAZ5sZyR
- https://www.facebook.com/University.of.Rochester/photos/quantum-breakthrough-rochester-physicists-have-directly-proved-for-the-first-tim/1061834912644586/
- https://arxiv.org/abs/2405.14922
- https://phys.org/news/2025-02-forgotten-theory-quantum-particles.html
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37865649/
- https://www.nature.com/articles/s41467-023-42265-8
- https://phys.org/news/2025-02-scientists-nuclear-dark-state.html
- https://www.rochester.edu/newscenter/nuclear-spin-dark-state-quantum-technologies-639772/
- https://www.linkedin.com/posts/bobsutor_scientists-directly-prove-the-existence-of-activity-7297615752663031809-CUpM
- https://thequantuminsider.com/2025/02/18/experimental-proof-of-quantum-spin-redefining-the-boundary-between-classical-and-quantum-physics/
About the Author
