Учените са изградени термометър, който може да каже разликата на температурите в жива клетка

Азотният атом, вместо въглероден атом в кристалната структура на диамант, прави позиция близо до - "виртуална молекула", способни да действат като хранилище на информация.

Изследователите са едва наскоро открили, че температурата в различни части на биологична клетка може да се различава с до 0,96 ° С Японски учени отчитат на това откритие, флуоресцентно термометър с разделителна способност от 200 нм и температура - в 0,18-0,58 ° С (този параметър варира в зависимост от външните условия). За да извършите по-точно измерване и изследване на термодинамични процеси, протичащи в живите клетки, американски учени са разработили нова техника за измерване на "вътреклетъчната температура" с резолюция от порядъка на няколко стотни от градуса. Пространствената разделителна способност на устройството е ограничен само от размера на сондата.

Основният ефект се използва за измерване, е ефектът върху флуоресценцията на диамант дефекти в неговата структура. Когато един от въглеродните атоми е заменен с азотен атом, за да образуват "разкъсване" в съседна решетка сайт - отворено положение. Шест "висящи" връзки същество създава виртуална отрицателно заредена молекула с три възможни въртене състояния на електрони (1, 0 и 1) - отворено положение се държи като такава молекула. Лазерно излъчване прави виртуална молекула да флуоресцира.

В някои случаи, ефектът на разделяне на енергийните нива на електрони кристални поле води до факта, че с различни комбинации от електрони и завъртания ще варира стойността на енергия за различни нива на енергия - и следователно също и честотата на флуоресценция. Тази зависимост на флуоресценцията от гърба прави "азотни" дефекти в диамантени обещаващите кандидати за ролята на пазители на qubits - квантовата единици информация. Флуоресцентен честота също зависи от температурата и магнитното поле параметри, които, свързани със способността да "чете" данни от отделните позиции възможно да се създаде висока точност за измерване.

При стайна температура, честотата на излъчване се намалява с около 74 кХц, когато температурата се увеличава с един градус Келвин. При температура около 500 К, разликата е вече около -140 кХц / К. резолюция на температурата зависи от времето, необходимо за "четат" данните (в действителност, времето за съгласуваност завъртане, което е необходимо, за да не се губи информация, съхранявана свободни работни места). Учените са успели да се върти съгласуваност в продължение на повече от 80 микросекунди, постигайки ръст седемкратно в чувствителността на устройството в сравнение с по-ранните методи за измерване.

Един от най-забележителните свойства на новия сензор - за едновременно измерване не само температурата, но и големината на магнитното поле, електрическо поле в такива малки двигатели като живи клетки или Микрофлуидно устройство. Като демонстрация устройство температури на работа бяха измерени в отделни клетки, които могат да се определи тяхната жизнеспособност.