Znanstvenici su konstruirali termometar koji može reći razliku temperature u žive stanice

Atom dušika, umjesto atoma ugljika u kristalnu strukturu dijamanta, kakav položaj blizu - „virtualni molekula” sposoban da djeluje kao spremište podataka.

Istraživači su tek nedavno otkrili da je temperatura u različitim dijelovima biološke stanice mogu se razlikovati i do 0,96 ° C. Japanski znanstvenici izvijestili ovog otkrića, fluorescentne termometrom s prostornom rezolucijom od 200 nm i temperature - unutar 0,18-0,58 ° C (taj parametar mijenja se ovisno o vanjskim uvjetima). Za izvođenje preciznije mjerenje i proučavanje termodinamičkih procesa koji se odvijaju u živim stanicama, američki znanstvenici su razvili novu tehniku ​​za mjerenje „unutarstanični temperaturu” s rezolucijom od reda nekoliko stotinki stupnja. Prostorna rezolucija uređaja je samo ograničen veličinom sonde.

Ključ efekt se koristi za mjerenje, je učinak na fluorescencije dijamanta nedostataka u svojoj strukturi. Kada je jedan od atoma ugljika zamijenjen atomom dušika kako bi se dobilo „suza” susjedne stranice rešetke - otvoreni položaj. Šest „visi” obveznice u suštini stvara virtualni negativno nabijenu molekulu s tri moguće spina stanja elektrona (1, 0 i 1) - otvorena pozicija ponaša kao takve molekule. Lasersko zračenje čini virtualni molekulu na fluorescentni.

U nekim slučajevima, učinak cijepanje razine energije elektrona kristalno rezultata terenskih u činjenici da su u različitim kombinacijama elektronskih spinova i da će varirati vrijednost energije za različite razine energije - a time i učestalost fluorescencije. Ova ovisnost fluorescencije sa stražnje čini „dušik” nedostatke u dijamant obećavajuće kandidata za ulogu čuvara kvantnih bitova - kvantnih jedinica informacija. Učestalost fluorescencije ovisi o parametrima temperature i magnetskog polja, koje, u kombinaciji sa sposobnošću da „čitati” podatke iz pojedinih pozicija je moguće stvoriti visoke preciznosti mjernog instrumenta.

Na sobnoj temperaturi, frekvencija zračenja je smanjena za oko 74 kHz kada je temperatura se povećava za jedan stupanj Kelvina. Na temperaturi od oko 500 K, razlika je već oko -140 kHz / K. rezolucija temperatura ovisi o vremenu potrebnom za „čitanje” podataka (u stvari, vrijeme centrifuge koherentnost, što je potrebno kako ne bi izgubili podatke pohranjene radno mjesto). Znanstvenici su mogli zavrtiti koherentnost za više od 80 mikrosekundi, postizanje povećanje sedmerostruko u osjetljivosti uređaja u usporedbi s ranijim metodama mjerenja.

Jedan od značajnih svojstava novog senzora - istovremeno mjeriti ne samo temperaturu nego i veličinu magnetskog polja, električna polja u takvim malim motorima kao žive stanice ili mikrofluidnog uređaja. Kao uređaj za demonstraciju temperature rada izmjerene su u pojedinim stanicama, što je omogućilo da se odredi njihova održivost.