Наблюдения за полем

Свет мы видим невооруженным глазом, для инфракрасного и ультрафиолетового придумали неплохие детекторы. А как быть с микроволновым излучением? Работа с ним — важное направление современной техники. Это излучение применяют не только для разогрева пищи, но и для решения многих других задач: от передачи информации между компьютерами до выжигания злокачественных тканей без повреждения здоровых. Однако хороших средств визуализации таких волн до сих пор не было: в распоряжении инженеров имеются антенны, но их надо калибровать, да и нет уверенности, что сам прибор не вносит искажения в измеряемое поле.

Профессора Бернского университета Филипп Тройтляйн и Патрик Малетинский придумали сразу два метода. Тройтляйн использовал стеклянные ячейки, заполненные газом из атомов рубидия. От мощности поля зависит их спиновое состояние, которое можно измерить и превратить измерения в картинку: получается двумерное изображение, причем быстро, за несколько миллисекунд. Правда, разрешение не очень велико — микроны.

Малетинский встроил в микроскопический кристалл алмаза атомы азота, при этом некоторые места в решетке алмаза оказались свободными — получились так называемые азотные центры вакансий. Скорость электрона (она тоже поддается измерению) в вакансии зависит от силы поля. Перемещая алмазный детектор, можно изучить поле с разрешением в нанометры, однако занимает такое сканирование около часа. Сочетание же обоих методов позволяет неплохо изобразить невидимое.

Агентство «AlphaGalileo», 10 ноября 2015 года