(Phys.org) - Tres equipos que trabajan de forma independiente han encontrado una forma casi idéntica de aumentar la resolución de los sensores magnéticos cuánticos, permitiendo mediciones de frecuencia con mucha mayor precisión que las técnicas anteriores. Dos equipos, uno con ETH Zurich, el otro con sede en la Universidad de Ulm en Alemania, han publicado sus resultados en la revista Ciencias . El tercer equipo que trabaja en Harvard aún no ha publicado sus resultados, aunque han subido una copia de su trabajo a la arXiv servidor de preimpresión. Andrew Jordan de la Universidad de Rochester en los EE. UU. Ha publicado un artículo de Perspective en el mismo Ciencias problema que describe el trabajo de los equipos y señala el "descubrimiento independiente múltiple, "que es interesante en sí mismo.

La detección cuántica se ha convertido en una herramienta esencial para los físicos:mide frecuencias en una amplia variedad de aplicaciones. Pero como se ha señalado, porque debe interactuar con el medio ambiente, ocurre la degradación. En este nuevo esfuerzo, los tres equipos encontraron la misma manera de incrementar la precisión de tal detección usando un reloj clásico.

La mejora implicó medir un qubit cuántico mediante el estudio de los defectos en las vacantes de nitrógeno (NV) en un diamante; estas vacantes tienen un resorte magnético, lo que los hace sensibles a un campo magnético. En este nuevo esfuerzo, los investigadores de los tres equipos aislaron las NV, permitiéndoles medirlos y manipularlos. Identificaron un medio para mejorar la respuesta del NV a un campo magnético, lo que lleva a los tres equipos a mejorar sus resultados al realizar mediciones repetidas en diferentes puntos de tiempo mientras se hace un seguimiento del tiempo transcurrido, cortesía de un reloj externo para mantener las mediciones sincronizadas. Esto permitió recopilar más información de frecuencia y, por lo tanto, mejorar la precisión. Los investigadores informan mejoras de nueve órdenes de magnitud con respecto a los métodos anteriores.

El equipo de Alemania llevó su trabajo más lejos utilizando su técnica de medición para realizar espectroscopía de RMN en una pequeña muestra de polibuteno y descubrió un problema:las moléculas se difundían más allá de los centros de NV, impidiendo una resolución mejorada. Pero resultó que el equipo de Harvard encontró una solución al mismo problema:hacer que la técnica funcionara en grupos de centros NV en el mismo diamante.

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