Argonne, 입자 물리학용 다이아몬드 양자 센서 개발을 위한 100만 달러 규모 프로젝트 착수

인사이드 브리프

• Argonne National Laboratory는 고에너지 물리학 실험에서 고정밀 전자기장 측정을 위한 다이아몬드 기반 양자 센서를 개발하기 위해 three-year, $1 million 프로젝트를 시작합니다.
• 이 프로젝트는 고자기장 및 방사선이 풍부한 환경에서 작동할 수 있는 센서 및 자기장 매핑 시스템을 개발하기 위해 다이아몬드의 질소-공석(NV) 중심을 사용할 것입니다.
• 연구원들은 미래 입자 물리학 실험과 통합할 수 있는 현장 준비형 시스템을 구축하기 전에 센서 프로토타입을 개발하고 테스트할 것입니다.

보도 자료 – 새로운 Argonne 프로젝트는 전례 없는 정밀도로 전자기장을 측정할 수 있는 다이아몬드 기반 양자 센서를 구축하기 위해 양자 정보 과학 및 고에너지 물리학 전문가들을 모으고 있습니다.

우주의 가장 작은 구성 요소들이 어떻게 상호작용하는지 이해하려면 전자기력이 물질에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 정확한 이해가 필요합니다.

과학자들이 입자 충돌에서 발생하는 물질 조각의 운동량을 측정하든, 자기 고리에 저장된 입자 운동의 미묘한 변화를 추적하든, 주변 전자기장과 그 전자기장이 공간과 시간에 따라 어떻게 변하는지 이해해야 합니다. 아주 작은 불확실성조차 실험의 정밀도를 제한할 수 있습니다.

U.S. Department of Energy (DOE) 산하 Argonne National Laboratory의 새로운 three-year, $1 million 프로젝트는 연구소의 두 가지 강점인 양자 정보 과학과 입자 물리학을 결합하여 이 과제를 해결합니다.

“이것은 일어날 법한 양자 혁명의 또 다른 전선입니다 … Five 또는 10년 전만 해도 이것은 일종의 공상 과학 소설이었습니다. 하지만 이제 우리는 이것이 다른 과학자들과 우리 자신에게 유용한 장치를 만드는 실질적인 경로라고 생각하는 경향이 있습니다.” — Nazar Delegan, Argonne 과학자

이 프로젝트는 다이아몬드 소재를 기반으로 한 차세대 양자 센서를 개발할 것입니다. 이 센서들은 연구원들이 전례 없는 정확도로 전자기장을 매핑하는 데 도움을 주는 동시에 차세대 가속기와 원활하게 통합될 것으로 기대되며, 이는 고에너지 물리학으로도 알려진 입자 물리학 실험에 매우 중요합니다.

“주요 아이디어는 우리가 이러한 고에너지 물리학 실험을 진행하고 있으며, 그 중 많은 실험에 도움이 될 수 있는 것을 찾고 있다는 것입니다.”라고 Argonne 물리학자이자 프로젝트 책임자인 Peter Winter는 말했습니다. ​“이러한 많은 실험의 One 가지 공통점은 다양한 목적으로 필요한 자기장이 있다는 것입니다. 그리고 그들은 종종 이 자기장을 고정밀도로 매핑하기 위한 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다.”