Этот дефектный алмаз может стать лучшим другом квантового физика

Элизабет Рюльке работает над улучшением квантового зондирования для своей дипломной работы в Принстонском университете.

Покупателям нравятся безупречные бриллианты, но для квантовых физиков недостатки — лучшая часть.

Старшая Элизабет Рюльке провела последний год, используя лазеры и дефектные алмазы — крошечные алмазные пластины с дефектами размером с один атом — для разработки квантового сенсора.

Прозрачная пластина в центре оборудования представляет собой алмазную пластину, точно изготовленную со стороной 2 мм и толщиной 0,3 мм, с дефектами атомного размера, на которые Рюльке и ее советник Натали де Леон светят зеленым и оранжевым лазерами.

В отличие от квантовых компьютеров, которые по-прежнему являются скорее теоретическими, чем практическими, квантовые датчики уже используются. Рюльке и ее консультант, квантовый физик Натали де Леон, работают над новым подходом к квантовому распознаванию, который основан на одновременном использовании двух таких одноатомных дефектов.

«Поскольку они настолько малы, вы можете начать картировать и ощущать вещи в масштабе, который раньше никогда не был возможен», — сказал Рюльке, специалист по физике, получающий сертификат в области прикладной и вычислительной математики. «Это было бы революцией в химии, биологии и особенно в медицинских устройствах».

«Работать с такими способными студентами, как Элизабет, всегда просто привилегия», — сказал де Леон, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники, ассоциированный преподаватель физического факультета. «Она привносит свежий взгляд и другой взгляд на вещи, и это привнесло в проект немного больше креативности, чем, я думаю, могло бы произойти в противном случае. Мне повезло, что я учился в Принстоне и заставил этих действительно замечательных студентов стучать в мою дверь». "

Еще до приезда в Принстон Рюльке знала, что хочет изучать физику и астрономию, но она также знала, что хочет в полной мере воспользоваться преимуществами гуманитарных наук. «Я посещал курсы по истории, философии, религии, предпринимательству, кино, искусству и другим предметам, и я считаю, что это стало краеугольным камнем моего опыта в Принстоне. Самое замечательное в Принстонском гуманитарном образовании то, что оно позволяет вам посещать занятия по широкий спектр предметов, а это означает, что выбранная вами специальность не является единственной целью вашего образования, как в случае с большинством британских университетов, и это веская причина, почему я хотел учиться в США», — сказал Рюльке, который был родился и вырос в Лондоне.

«Я думаю, что существует совпадение в критическом и творческом мышлении, используемом как в курсах физики и математики более высокого уровня, так и в гуманитарных предметах», — добавила она.

Когда в марте первого года обучения Рюльке Принстон закрыл свой кампус для очного обучения, она поехала домой в Лондон на занятия по Zoom. Тем летом, когда ограничения на поездки были смягчены, она и ее одноклассник из Принстона переехали в квартиру в Риме. «Той осенью я посещал уроки истории искусств, и это было потрясающе», — сказал Рюльке. «Я помню, как в одном задании нам предлагалось найти искусство, «где бы вы ни находились». Большинство моих одноклассников смотрели на чайник из своего дома, а я выбрал скульптуру Бернини».

Вернувшись в кампус, она решила посвятить свою первую студенческую работу действительно важному вопросу: природе темной энергии во Вселенной.

«У нее не было курса общей теории относительности, у нее не было курса космологии, и она ничуть не испугалась», — сказал Пол Стейнхардт, профессор Принстона по науке Альберта Эйнштейна и профессор физики, который был ее консультант по этой бумаге. «Для нее это было явное напряжение, но она была просто полна энергии и энтузиазма. Мне очень нравится видеть, как студентка растягивается и учится, и это определенно характеризовало Элизабет. В том семестре она сломала ногу, но все равно всегда приходила на наши еженедельные занятия. встречи с энтузиазмом и радостью, а также множество замечательных исследовательских вопросов».

После того, как они вместе поработали над этой статьей, Стейнхардт была вторым читателем второй младшей статьи Рюльке, а затем повторила эту роль для своей дипломной работы. «К тому времени, как мы закончим, я прочитаю все ее диссертации», — сказал он.