Их отчет опубликован в текущем номере журнала Nature.«Часто, единственный атом, прикрепленный к основанию, так чувствителен, что его магнитная ориентация стабильна для долей микросекунды (200 наносекунд) только», объясняет Валф Валфхекель из Технологического института Карлсруэ (KIT).
Вместе с коллегами из Галле он теперь преуспел в том, чтобы расширить этот период фактором приблизительно миллиарда к нескольким минутам. «Это не только открывает возможность проектирования более компактной памяти компьютера, но могло также быть основанием для установки квантовых компьютеров», говорит Валфхекель. Квантовые компьютеры основаны на квантовых свойствах физики атомных систем.
В теории, по крайней мере, их скорость могла бы превысить скорость классических компьютеров на несколько факторов.В их эксперименте исследователи поместили единственный гольмиевый атом на платиновое основание.
При температурах близко к абсолютному нулю, т.е. при приблизительно 1 степени Келвин, они измерили магнитную ориентацию атома, используя прекрасный наконечник микроскопа туннелирования просмотра. Магнитное вращение изменилось приблизительно после 10 минут только. «Следовательно, магнитное вращение системы стабильно в течение периода, который приблизительно в миллиард раз более длинен, чем та из сопоставимых атомных систем», подчеркивает Валфхекель.
Для эксперимента был применен новый микроскоп туннелирования просмотра КОМПЛЕКТА. Благодаря его специальной системе охлаждения для диапазона температур близко к абсолютному нулю это почти без вибраций и допускает долгие времена измерения.«Чтобы стабилизировать магнитный момент в течение более длительных промежутков времени, мы подавили воздействие среды на атоме», объясняет Артур Эрнст от Института Макса Планка Физики Микроструктуры.
Он выполнил теоретические вычисления для эксперимента. Обычно, электроны основания и атома взаимодействуют квант механически и дестабилизируют вращение атома в течение микросекунд или еще быстрее. Когда использование гольмия и платины при низких температурах, нарушение взаимодействий исключены из-за свойств симметрии квантовой системы. «В принципе гольмий и платина невидимы друг для друга, насколько рассеивание вращения затронуто», говорит Эрнст. Теперь, гольмиевое вращение могло бы быть приспособлено, и информация могла бы быть написана посредством внешних магнитных полей.
Это было бы предпосылкой для развития компактных воспоминаний данных или квантовых компьютеров.