Работу над абсолютно новым совместным исследовательским проектом начали специалисты Физического института имени П.Н. Лебедева, а так же группа профессора Гарварда, Михаила Лукина. Методы, которые были разработаны для исследований в области квантовой информации, ученые первый раз применили в специальном эксперименте, которые проводился на живой клетке.  Они ожидают, что данный подход  даст новые возможности для измерения специальных параметров жизнедеятельности клетки при помощи магнитометрии.

Реализация данного проекта очень важна не только для физиков, но так же для медиков и биологов. Технологии, которые были использованы при работах в области квантовой информации, дают возможность измерить состояние центра окраски или кубита в алмазе. В новом проекте были впервые применены такие тонкие инструменты для исследования процессов, которые происходят в живой клетке. В клетку специально импортируют алмазный кристалл размером 20-31 нм с центром окраски. После этого алмаз облучается импульсным  электромагнитным и монохроматическим излучением, в результате этого центр окраски возбуждается и начинает излучать.  Результаты измерений магнитного поля дают возможность получить специальные количественные данные о различных биохимических процессах в клетке, а так же о состоянии среды в окружении данного кристалла, например, о том, как передвигаются свободные радикалы.

Кристалл алмаза, который имеет размер 20-31 нм, а так же содержит центр окраски, специальным образом внедряется в клетку, после чего он начинает по ней дрейфовать, а после этого приклеивается к строго определенной зоне, например, к митохондриям или ядру. Клетка  в процессе своей жизнедеятельности производит разные заряженные частицы. Благодаря этому можно соотносить физические параметры с биохимией определенной клетки, а так же с идущими в ней процессами. Такие измерения сегодня можно делать в любой живой клетки, организме или же тканях. Идеи применения данного метода очень разные – от работ над одиночной клеткой до исследований процессов, которые проходят в головном мозге.

В эксперименте, к кристаллу алмаза прикладывается специальная довольно сложная комбинация микроволнового и светового импульсных полей.  Благодаря этому центр окраски алмаза начинает медленно испускать фотоны, и ученые регистрируют возникающий оптический сигнал. Именно данный сигнал дает возможность, определить какими характеристиками обладает магнитное поле.  Измерения данных параметров, хоть и являются косвенными, но они исключительно точны. Пока что в данном направлении лидируют физики, но как только метод будет более тщательно разработан, а так же будут созданы специальные приборы, физики сразу же уступят место медикам и биологам. Для коммерциализации данных работ была создана новая  организация, под название Российский квантовый центр.  

Источник: hospital-apteka.ru