Група німецьких фізиків під керівництвом Яші Реппа зробила історичний крок у світі квантової фізики. Вдалося виміряти сигнал електронного парамагнітного резонансу окремої молекули дейтерованого пентацену, що дозволило чітко розрізняти дейтерій і звичайний водень. Цей прорив було опубліковано у престижному науковому журналі Nature.

Робота вимагала створення спеціальної установки, оскільки стандартні методи збору сигналу від окремих атомів чи молекул є надто складними. Для досягнення мети вчені адаптували атомно-силовий мікроскоп, змінивши його наконечник та використовуючи підкладку з хлориду натрію. Така модифікація дозволила зберегти квантовий стан досліджуваної молекули під час вимірювань.

Ключовим моментом експерименту стало використання змінного струму в золотих дротах під молекулою. Це індукувало магнітне поле, необхідне для фіксації резонансу. Спектр молекули з дейтерієм виявився у 14 разів вужчим, ніж у водневого аналога, що свідчить про меншу надтонку взаємодію ядер.

Дослідження також показало, що час напіврозпаду осциляцій Рабі становив 16 мікросекунд для дейтерованої молекули проти 2,2 мікросекунди для водневої. Це підтверджує довготривалий когерентний стан системи, що є критично важливим для розвитку квантових технологій.

Вчені зазначили, що вивчення молекул у магнітному полі допомагає зрозуміти їх властивості й у відсутності поля. Нова установка відкриє нові можливості для вивчення взаємодій, які раніше було важко спостерігати через технічні обмеження приладів.

Цей успіх є частиною глобального тренду на вдосконалення методів аналізу даних. Паралельно з технічними поліпшеннями, науковці з різних країн розробляють нові алгоритми для зменшення шуму та покращення візуалізації молекул, що зробить такі дослідження доступнішими для широкого застосування.