استفاده از حسگر مبتنی بر فیزیک کوانتوم برای تشخیص کرونا

به گزارش تی ای، دانشمندان "ام آی تی" رویکرد جدیدی را برای تشخیص کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ توسعه داده‌اند. براساس اثرات کوانتومی، این رویکرد، سریع‌تر، ارزان‌تر و به طور بالقوه دقیق‌تر است.

روند پردازش روش‌های آزمایشی موجود چندین ساعت به طول می‌انجامد. هیچ یک از این آزمایش‌ها نمی‌توانند مقدار ویروس موجود در بدن افراد را با دقت بالا تعیین کنند اما در مقابل این آزمایش جدید می‌تواند نرخ منفی کاذب زیر یک درصد داشته باشد. این آزمایش به اندازه‌ای حساس است که می‌تواند چند صد رشته از آر ان ای ویروسی را در عرض یک ثانیه تشخیص دهد.

دانشمندان رویکرد جدید را با استفاده از نقایص مقیاس اتمی در تکه‌های ریز الماس که با عنوان "نیتروژن- تهی جایی مرکزی"​(NV) شناخته می‌شوند، ایجاد کردند. این نقص‌های کوچک به دلیل تاثیرات کوانتومی در شبکه کریستالی الماس، مستعد اختلالات کوچک هستند.

روش جدید شامل پوشاندن نانوالماس‌های حاوی این نیتروژن- تهی جایی مرکزی با ماده‌ای است که به صورت مغناطیسی با آنها جفت شده و تنها با توالی آر.ان.ای خاصی از ویروس پیوند می‌یابد. هنگامی که آر.ان.ای ویروسی حضور دارد و به این ماده متصل می‌‍‌شود، اتصال مغناطیسی را مختل می‌کند که این امر باعث ایجاد تغییراتی در فلورسانس الماس می‌شود که این تغییرات نیز به راحتی با یک حسگر نوری مبتنی بر لیزر قابل تشخیص است.

یک نیتروژن- تهی جایی مرکزی(N-V مرکزی یا NV مرکزی) یکی از بی‌شمار انواع نقص‌ها در الماس است. بیشترین خاصیت مورد بررسی و مفید آن، خاصیت نور تابناکی است که می‌توان آن را به راحتی از یک NV مرکزی منفرد، به ویژه در حالت بار منفی(-N-V) حاصل کرد. دانشمندان ام آی تی طی این مطالعه از شبیه سازی‌های ریاضی نیز استفاده کردند و ثابت کردند که این سیستم عملکرد صحیحی دارد.