晶体环境可以影响分子的核自旋转换：干冰嵌入氢分子的量子态控制新方法
研究人员使用干冰（固体CO₂）嵌入氢分子，发现了一个令人惊讶的简单方法来控制量子态转换。这一发现对液态氢储存、催化研究甚至天文学都具有重要意义。 简单分子的量子奥秘 美国马里兰大学学院公园分校的化学物理学家Leah Dodson教授表示："我们使用了干冰和宇宙中最简单的分子——氢。"她和团队发现，当将氢分子嵌入干冰晶体中时，可以实现从正氢（ortho-hydrogen）到仲氢（para-hydrogen）的量子态转换。 分子氢可以以两种形式存在，即量子态，这取决于两个质子核自旋的方向：正氢的两个自旋平行排列，而仲氢的两个核自旋则反平行。在室温下，大多数氢处于正氢形式，但冷却至接近绝对零度时，氢分子会偏好仲氢形式。 意外的发现 作为燃料和医疗技术用的液态氢需要处于仲氢形式。但通常情况下，实现两种形式间的转换需要在强磁场或化学催化剂作用下才能完成。 令人惊讶的是，Dodson团队的发现表明，仅将氢嵌入干冰这个简单步骤就能将正......阅读全文
晶体环境可以影响分子的核自旋转换：干冰嵌入氢分子的量子态控制新方法
研究人员使用干冰（固体CO₂）嵌入氢分子，发现了一个令人惊讶的简单方法来控制量子态转换。这一发现对液态氢储存、催化研究甚至天文学都具有重要意义。 简单分子的量子奥秘 美国马里兰大学学院公园分校的化学物理学家Leah Dodson教授表示："我们使用了干冰和宇宙中最简单的分子——氢。"她和团队发现，
使用便携式科研级拉曼测量氢气
1. 前言基于拉曼原理的气体测量技术具有分析速度快，装置简单，对水汽干扰不敏感，无需复杂分离预处理，可在线同时测量多种气体等优点，但过去拉曼在气体测量领域应用远远少于液态或固态样品测量，这是因为气体的拉曼散射截面相对较小，拉曼仪器的灵敏度不够造成的。现在随着光谱仪技术进步，仪器探测灵敏度
科学家首次发现液氢循环中的“血栓”形成机制
日前，记者从中国科学院理化技术研究所（以下简称理化所）获悉，该所与中国散裂中子源科学中心合作，在液氢系统中首次发现了不锈钢材料和含水氧化铁催化剂在低温环境下的磁性增强效应及其变化规律，揭示出正仲氢转化器中液氢微流动机制。该研究不仅为正仲氢的磁性催化转化机理提供了证据，也为液氢等大型低温工程的实施提供
稀土铕可用于量子通信，开拓光量子系统
近日，科学家研究发现基于稀土铕的新材料，具有开拓光量子系统的潜力。 在量子系统中，材料与光交互的能力将提供重要作用，例如应用于远距离通信和开发光量子计算机。然而，要找到一种能够充分利用光量子特性的材料非常困难。 此次，法国国家科学研究中心、
稀土铕可用于量子通信，开拓光量子系统
近日，科学家研究发现基于稀土铕的新材料，具有开拓光量子系统的潜力。 在量子系统中，材料与光交互的能力将提供重要作用，例如应用于远距离通信和开发光量子计算机。然而，要找到一种能够充分利用光量子特性的材料非常困难。 此次，法国国家科学研究中心、
中国科大首次利用超极化分子核自旋实现磁场信号放大
中国科学技术大学自旋磁共振实验室彭新华教授、江敏教授及其合作者，系统发展了分子核自旋的超极化技术，并提出将其用于量子传感的新方法，首次实现了基于超极化分子核自旋的磁场信号放大，将核自旋对微弱磁场的响应能力至少提升了四个数量级。相关研究成果以"Hyperpolarized Molecular Nucl
中国科大在石墨烯分子条带中实现自旋量子通道转换
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室崔萍与曾长淦研究组通过理论与实验互动性合作，证明在锯齿型石墨烯分子条带间引入碳四元环，可以有效地打破边缘自旋量子通道的简并度，并以100%的可靠率翻转边缘态的自旋取向，以电荷掺杂的形式选择与控制所需要的单一自旋通道，从而多方位地展示了未来自旋电子
二维材料中首次实现核自旋量子位控制
据15日发表在《自然·材料》上的论文，美国普渡大学的研究人员通过使用光子和电子自旋量子位来控制二维（2D）材料中的核自旋，实现了在2D材料中写入和读取带有核自旋的量子信息。他们用电子自旋量子位作为原子尺度的传感器，首次在超薄六方氮化硼中实现了对核自旋量子位的实验控制。该研究工作拓展了量子科学和技
二维材料可在室温下保存量子信息
英国剑桥大学卡文迪许实验室科学家首次发现，层状二维材料六方氮化硼（hBN）中的“单原子缺陷”可以将量子信息在室温下保留几微秒。相关论文发表在《自然·材料》杂志上。这一发现意义重大，因为能够在环境条件（室温）下拥有量子性质的材料十分罕见，此次发现还凸显了二维材料在推进量子技术方面的潜力。 用共焦
量子化学和分子光谱的关系
分子光谱可以通过量子化学计算。 量子化学：quantum chemistry，是理论化学的一个分支学科，是应用量子力学的基本原理和方法研究化学问题的一门基础科学。研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题
二维材料可在室温下保存量子信息
英国剑桥大学卡文迪许实验室科学家首次发现，层状二维材料六方氮化硼（hBN）中的“单原子缺陷”可以将量子信息在室温下保留几微秒。相关论文发表在《自然·材料》杂志上。这一发现意义重大，因为能够在环境条件（室温）下拥有量子性质的材料十分罕见，此次发现还凸显了二维材料在推进量子技术方面的潜力。用共焦显微镜研
新研究发现生物体系中的质子转移受量子力学影响
以色列一项新研究发现，生物体系中至关重要的质子转移过程不仅受到化学因素影响，还受到电子自旋这一量子特性的显著作用。这为理解细胞内能量和信息传递提供了新的物理视角，也为量子生物学和仿生技术开辟了新的研究方向。 耶路撒冷希伯来大学领衔的一个研究团队近日在美国《国家科学院学报》上发表论文说，研究人员
继氢键之后，国人再次首获分子氢晶体学信息
据预测，氢分子具有奇异的物理特性和两组分（电子和质子）超导超流体冷凝物的拓扑结构。因此，了解这种转变仍然是凝聚态物理学中的重要目标。但是，由于在极端条件下进行X射线和中子衍射测量涉及相当大的技术挑战，因此对于大多数高压相，缺乏提供有关压缩状态下氢金属化的关键信息。 最近，北京高压科学研究中心毛
科学岛团队在高压磁探测研究方面取得新进展
中科院合肥研究院固体所计算物理与量子材料研究部刘晓迪团队联合中国科学技术大学李传锋、许金时教授团队和四川大学王俊峰研究员，首次实现了高压环境下碳化硅双空位色心自旋量子态的相干调控和高压磁探测。相关结果发表在Nano Letters 上。 在高压条件下物质会表现出很多新奇的性质，高压可以诱导绝缘体
让稀薄的氦分子自旋
氦发射的光谱。激光脉冲可暴露氦原子对的量子特性。图片来源：Dept. of Physics, Imperial College/SPL 氦原子很“冷淡”，很少彼此或与其他元素的原子相互作用。但氦原子冷却到接近绝对零度时，可以被诱导形成具有特定量子特性的脆弱对或二聚体。用激光轰击氦“二聚体”
室温下量子材料实现“自旋”控制
科技日报北京8月16日电 （记者张佳欣）据《自然》杂志16日报道，英国剑桥大学领导的一个国际研究团队找到了一种控制有机半导体中光和量子“自旋”相互作用的方法，即使在室温下也能发挥作用，为潜在的量子应用开辟了新前景。几乎所有量子技术都涉及自旋。电子运动时通常会形成稳定的电子对，一个电子自旋向上，一个电
分析化学知识点总结贴（八）
分子内屏蔽： 指分子中其他原子或原子团对所要研究原子核的磁屏蔽作用。 分子间屏蔽： 指样品中其他分子对所要研究的分子中核的屏蔽作用。影响这一部分的主要因素有溶剂效应、介质磁化率效应、氢键效应等。。。 b.化学位移有两种表示方法： 1.用共振频
物理所基于金刚石中氮空位中心的量子计算研究获进展
金刚石中的氮-空位中心(Nitrogen-Vacancy center)是实现量子计算的优良载体。在纯净的金刚石中，一个氮原子取代碳原子，与相邻格点中存在的空位(见图1)会形成氮-空位中心。氮-空位中心具有如下特征：(1)在室温下具有很长的电子自旋退相干时间;(2)用激光激发、微波操控和荧光
美国加州理工改进量子存储系统：让原子手拉手
科学家已经开发出一种量子存储方法，有助于为大规模光量子网络铺平道路。 新的量子存储系统依赖于原子核自旋，以自旋波的形式产生集体振荡，通过集体振荡有效地将几个原子连接起来存储信息。 美国加州理工学院应用物理学和电气工程教授Andrei Faraon团队利用一个由镱(Yb，可用在激光
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科学家已经开发出一种量子存储方法，有助于为大规模光量子网络铺平道路。 新的量子存储系统依赖于原子核自旋，以自旋波的形式产生集体振荡，通过集体振荡有效地将几个原子连接起来存储信息。 美国加州理工学院应用物理学和电气工程教授Andr
物理所合作发现室温下金刚石里弱耦合核自旋的量子跳变
量子比特是构成量子计算机的基本单元。在可能实现量子计算机的众多候选者中，金刚石氮空位中心(nitrogen-vacancy, NV center) 正吸引着越来越多研究者。构成金刚石晶体的主要成分是没有核自旋的12C原子。这个纯净的自旋环境让氮空位中心量子比特在室温下仍然保持着极长的相干时间，是
厦大团队研制成功拓扑自旋固态光源芯片
厦门大学半导体研究团队教授康俊勇、张荣、吴雅苹提出轨道调控的拓扑自旋保护新原理，首次生长出室温零场下本征稳定、长程有序的磁半子（Meron）晶格，并研制成功拓扑自旋固态光源芯片（T-LED）。7月13日，相关研究成果在《自然—电子学》上发表，该成果首次实现了从拓扑保护准粒子到费米子乃至玻色子的手性传
硅是分子晶体还是原子晶体
晶体硅是原子晶体，无定形硅是分子晶体。两者的差异在晶体硅是很纯的，具有很高的熔点，无定形硅通常是混合物，不具有固定熔点。
低温下精准控制量子比特的芯片问世
量子计算机要真正实现大规模实用化，关键在于如何稳定、精准地控制海量量子比特。澳大利亚悉尼大学与新南威尔士大学的研究团队在这一方向取得重要突破。他们开发出一种低温下实现精准控制的芯片，有望将芯片上的量子比特数量从目前的几十个扩展到百万量级。相关成果近日发表在《自然》期刊上。研究团队研制出一种可在毫开尔
“混血”纳米设备可控制量子比特自旋
美国科学家使用其研发的独特的金属—半导体“混血”纳米设备，演示了一种新的光和物质的相互作用，且在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了对量子比特自旋进行完全的量子控制，这些新进展朝着制造出量子计算机迈开了更加关键的一步。该研究成果发表在7月1日的《自然》杂志上。 马里兰大学纳
我国实现单个自由基量子自旋转换调控
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518905.shtm
中外科学家实现零磁场核磁共振的普适量子控制
记者近日从中科大获悉：该校杜江峰院士团队彭新华教授课题组与德国亥姆霍兹研究所、加拿大滑铁卢大学合作，首次实现零磁场核自旋体系的普适量子控制，并发展了用于评估量子控制和量子态的方法，这一成果有望推动零磁场核磁共振在生物、医学、化学及基础物理领域中的应用。成果发表在最新一期著名学术期刊《科学进展》上
实验室分析仪器核磁共振的基本结构与原理
核磁共振是电磁波与物质相互作用的结果,是吸收光谱的一种形式,即在适当的磁场条件下,样品能吸收射频(RF)区的电磁辐射而被激发,而且所吸收的辐射频率取决于样品的特性;待射频消失后,由激发状态返回平衡状态弛豫过程中,记录产生核磁共振光谱。核磁共振的原理如下图所示。自从最初观察到水和石蜡中质子有核磁共振现
实验室分析仪器－核磁共振的基本结构与原理
核磁共振是电磁波与物质相互作用的结果,是吸收光谱的一种形式,即在适当的磁场条件下,样品能吸收射频(RF)区的电磁辐射而被激发,而且所吸收的辐射频率取决于样品的特性;待射频消失后,由激发状态返回平衡状态弛豫过程中,记录产生核磁共振光谱。核磁共振的原理如下图所示。自从最初观察到水和石蜡中质子有核磁共振现
首套使用国产连续型换热器的氢液化系统开车成功
2023年4月20日，由航天科技集团六院航天氢能科技有限公司研制的国产首套使用连续型正仲氢转化换热器的氢液化系统一次性开车成功，稳定产出液氢，包括控制系统、催化剂、连续型换热器等核心部件均实现国产，该系统是六院自2020年以来第三套研制开车成功的民用氢液化系统。 该系统攻克了氢液化流程中复杂“