Vedci zostrojili teplomer, ktorý môže povedať, že rozdiel teplôt v živej bunky

Atóm dusíka, miesto atómu uhlíka v kryštálovej štruktúre diamantu, činí polohy u - "virtuálne molekula" schopná pôsobiť ako zdroj informácií.

Vedci len nedávno zistili, že teplota v rôznych častiach biologickej bunky sa môžu líšiť až o 0,96 ° C. Japonskí vedci U tohto objavu, fluorescenčné teplomer s priestorovým rozlíšením 200 nm a teplote - v rámci 0,18-0,58 ° C (tento parameter sa mení s vonkajšími podmienkami). Ak chcete vykonať presnejšie merania a štúdium termodynamických procesov prebiehajúcich v živých bunkách, Americkí vedci vyvinuli novú metódu na meranie "vnútrobunkovej teploty" s rozlíšením rádovo niekoľko stotín stupňa. Priestorové rozlíšenie zariadenie je obmedzená len veľkosťou sondy.

Kľúčovým efekt sa použije na meranie, je vplyv na fluorescencii diamantu vád jeho štruktúry. Ak je jeden z atómov uhlíka nahradený atómom dusíka, za vzniku "roztrhnutie" v susednej mrežové stránky - otvorenej polohy. Šesť "visiace" väzby v podstate vytvára virtuálny negatívne nabité molekuly s tromi možnými spinových stavov elektrónov (1, 0 a -1) - otvorená poloha sa chová ako také molekuly. Laserové žiarenie je virtuálna molekulu fluoreskovať.

V niektorých prípadoch, za následok rozdelenie energetických hladín výsledkov elektróny krištáľových polia v tom, že sa rôznymi kombináciami roztočení elektrónových a bude meniť hodnotu energie pre rôzne úrovne energie - a tým aj frekvenciu fluorescencie. Táto závislosť fluorescencie zozadu činí "dusík" vady diamantových sľubnými kandidátmi pre rolu strážcovia qubits - kvantovej jednotky informácií. Fluorescenčné frekvencia tiež závisí od teploty a magnetického poľa parametrov, ktoré, spolu s možnosťou "čítať" dáta z jednotlivých pozícií možné vytvoriť vysoko presné meradlo.

Pri teplote miestnosti sa radiačnej frekvencie sa zníži o cca 74 kHz, kedy je teplota zvýšená o jeden stupeň Kelvina. Pri teplote okolo 500 K, rozdiel je už asi -140 kHz / K. Rozlíšenie teplota je závislá na obdobie potrebné pre "čítanie" dáta (v skutočnosti, že doba rotácia súdržnosť, ktorá je nutná, aby nedošlo k strate informácie uložené voľné miesto). Vedci boli schopní točiť súdržnosť pre viac ako 80 mikrosekúnd, čím sa dosiahne zvýšenie sedemnásobný v citlivosti zariadení v porovnaní s predchádzajúcimi metódami merania.

Jednou z pozoruhodných vlastností nového senzora - súčasne merať nielen teplotu, ale aj veľkosť magnetického poľa, elektrické pole v takej malé motory živých buniek alebo zariadením s prúdovou mikroskopickú. Ako demonštračného zariadenia sa meria prevádzkovej teploty v jednotlivých bunkách, čo umožnilo stanoviť ich životaschopnosť.