Questo sistema è una piccola molecola in una macchina per la risonanza magnetica nucleare (NMR). In una seconda bozza di documento pubblicata su arXiv più tardi oggi, Google ha collaborato con un’ampia raccolta di esperti NMR per esplorare tale utilizzo.
Dai computer alle molecole
L’NMR si basa sul fatto che il nucleo di ciascun atomo ha una proprietà quantistica chiamata spin. Quando i nuclei sono vicini, come quando si trovano nella stessa molecola, questi spin possono influenzarsi a vicenda. La NMR utilizza campi magnetici e fotoni per manipolare questi spin e può essere utilizzata per dedurre dettagli strutturali, come la distanza tra due atomi. Ma man mano che le molecole diventano più grandi, queste reti di spin possono estendersi su distanze maggiori e diventare sempre più complesse da modellare. L’NMR si limita quindi a concentrarsi sulle interazioni di spin relativamente vicini.
Per questo compito, però, i ricercatori hanno capito come utilizzare una macchina NMR per creare l’equivalente fisico di un’eco quantistica in una molecola. Il lavoro prevede la fusione della molecola con uno specifico isotopo di carbonio (carbonio-13) in una posizione nota sulla molecola. Questo isotopo può essere utilizzato come sorgente di segnale che si propaga attraverso la rete di spin formata dagli atomi della molecola.
“L’esperimento OTOC si basa su echi a molti corpi, in cui la polarizzazione viene spostata localmente su una rotazione target prima di ritornare allo stato iniziale attraverso un’inversione temporale progettata dall’Hamiltoniano.” “Questa rifocalizzazione è sensibile alle perturbazioni negli spin distanti delle farfalle, il che consente di misurare l’entità della propagazione della polarizzazione attraverso la rete di spin.”
Naturalmente, qualcosa di così complicato ha bisogno di un soprannome accattivante. Il team ha ideato l’inversione temporale accurata del TARDIS, o Dipolar InteractionS. Sebbene il nome catturi l’aspetto “fuori dal tempo” di OTOC, si tratta semplicemente di un insieme di impulsi di controllo inviati al campione NMR che avvia la perturbazione della rete di spin nucleari della molecola. Una seconda serie di impulsi riflette un’eco verso la sorgente.
