Главной задачей, которую физики поставили перед собой, был поиск методов "подчинения" атомов: частицы необходимо было заставить вести себя должным образом − прекратить вращаться вокруг своей оси с огромной скоростью, по крайней мере, на определённый период времени. Авторам предыдущих исследований в этой области удавалось это сделать, лишь "слепив" несколько миллионов атомов вместе.
В своём эксперименте немецкие физики поместили единичный атом гольмия на платиновую поверхность. Затем они опустили температуру в системе практически до абсолютного нуля и измерили магнитную ориентацию атома с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Как пишут авторы исследования в пресс-релизе Технологического института Карлсруэ, частица прикрепилась к платиновой пластине и обладала стабильным спином в течение целых 10 минут.
Сочетание гольмия, платины и низких температур позволило нарушить взаимодействия квантовых систем (фото Wikimedia Commons).
Стабилизации магнитного момента удалось достичь путём подавления влияния окружающей среды на атом. Как правило, атомы и электроны на металлической поверхности вступают в квантовомеханическое взаимодействие, что приводит к дестабилизации системы в считанные микросекунды. Но сочетание гольмия, платины и низких температур позволило нарушить взаимодействия квантовых систем, поскольку два этих металла остались "невидимыми" друг для друга.
Следующим шагом будет определение того, как можно отрегулировать спин и записать извлекаемую информацию в систему. Скорее всего, делать это будут с помощью внешних магнитных полей. К тому же, физикам ещё предстоит придумать, как повторить все те же действия при более высоких температурах.
Подробности эксперимента учёные изложили в статье, опубликованной в журнале Nature.
