Российские физики придумали невидимую пробу для алмазов

Ученые из Физического института имени Лебедева РАН разработали метод незаметной маркировки алмазов. Он основан на технологии, которая обычно применяется для создания в алмазах квантовых носителей информации — кубитов. Подробности метода приведены в пресс-релизе, который оказался в распоряжении «Ленты.ру».

В ходе маркировки физики облучают алмаз очень короткими (фемтосекундными) лазерными вспышками. При этом в кристаллической решетке углерода образуются вакансии — пустые места, на которые может попасть другой атом. Во многих случаях такая вакансия заполняется одним из атомов азота, которые содержатся в алмазах в виде незначительной примеси. В результате образуется так называемый N-V-центр, в котором не участвующая в образовании связей пара электронов азота изолирована от внешней среды и обладает необычными свойствами.

Такие N-V-центры из-за своей стабильности обычно используются в качестве носителей квантовой информации, однако физики решили применить их в другом качестве. N-V-центры флюоресцируют под действием возбуждающего излучения, поэтому их можно использовать для нанесения светящихся надписей. Эти надписи не видны невооруженным глазом. Кроме того, они могут располагаться не на поверхности, а в глубине алмаза. Их свечение изменяется под действием СВЧ-излучения, что можно использовать как дополнительный уровень защиты.

По словам российских физиков, они впервые смогли применить фемтосекундный лазер для маркировки алмазов. Ранее похожую технологию разработали сотрудники Ливерморской национальной лаборатории в США, однако последние использовали не лазеры, а пучки электронов сниженной энергии.

N-V-центры в алмазах в последние годы изучаются физиками очень интенсивно из-за того, что их можно применить в качестве памяти для квантовых компьютеров. Помимо них, для хранения неклассической информации можно использовать отдельные охлажденные атомы в оптической решетке либо сверхпроводящие резонаторы.