เซ็นเซอร์ควอนตัมตามศูนย์ว่างไนโตรเจนในเพชรสามารถใช้ตรวจจับไวรัส เช่น SARS-CoV-2 ซึ่งเป็นสาเหตุของการแพร่ระบาดของโควิด-19 ในปัจจุบัน นี่คือการค้นพบของนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลูในแคนาดา ซึ่งได้ทำการจำลองทางคณิตศาสตร์โดยละเอียดเพื่อแสดงให้เห็นว่าเทคนิคใหม่นี้จะทำให้การตรวจหาไวรัสมีความแม่นยำสูงเร็วขึ้นและถูกลง ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2019
มีรายงาน
ผู้ติดเชื้อ COVID-19 มากกว่า 400 ล้านรายทั่วโลก และเสียชีวิตเกือบ 6 ล้านราย ค่าใช้จ่ายจำนวนมากนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการทดสอบที่รวดเร็วและคุ้มค่าซึ่งตรวจพบการติดเชื้อด้วยอัตราการติดลบเท็จ (FNRs) ที่ต่ำ การทดสอบดังกล่าวช่วยให้สามารถดำเนินมาตรการป้องกัน (เช่น การขอให้แยกผู้ติดเชื้อ)
ได้ตั้งแต่เนิ่นๆ เมื่อได้ผลดีที่สุด ในกรณีที่ไม่มีการรักษา การทดสอบยังให้เบาะแสสำคัญที่จะช่วยให้นักระบาดวิทยาติดตามการแพร่กระจายของไวรัสและควบคุมการระบาดได้ในปัจจุบัน การทดสอบที่แม่นยำที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับไวรัส SARS-CoV-2 อาศัยเทคนิคที่เรียกว่าปฏิกิริยา
ลูกโซ่โพลีเมอเรสเชิงปริมาณแบบย้อนกลับ (RT-PCR) ซึ่งตรวจจับการมีอยู่ของสารพันธุกรรมของไวรัสหรือ RNA . การแยกและขยาย RNA นี้จากตัวอย่างอาจใช้เวลาหลายชั่วโมง และต้องใช้บุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรม การทดสอบพิเศษ และอุปกรณ์วิเคราะห์ ถึงกระนั้น FNR สำหรับวิธีนี้อาจเกิน 25%
ขึ้นอยู่กับปริมาณไวรัสของตัวอย่างและวิธีการได้รับมา นี่เป็นปัญหาเนื่องจากผู้ติดเชื้อที่ได้รับผลลบปลอมอาจไม่สามารถแยกตัวออกและอาจแพร่เชื้อไปยังผู้อื่นได้เทคนิคทางเลือกที่เร็วกว่าคือการทดสอบแอนติเจน สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการตรวจหาโปรตีนของไวรัสโดยเฉพาะ เช่น โปรตีนขัดขวาง
ซึ่งพบบนพื้นผิวของไวรัส อย่างไรก็ตาม การทดสอบแอนติเจนมีความแม่นยำน้อยกว่าการทดสอบ PCR ด้วยซ้ำ ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาไม่สามารถวัดปริมาณไวรัสที่มีอยู่ได้เซ็นเซอร์ควอนตัมตามศูนย์ NV
จากผลงานใหม่และเพื่อนร่วมงาน นี่คือจุดที่เซ็นเซอร์ควอนตัมสามารถเข้ามาเป็นของตัวเองได้
แม้ว่าจะยังอยู่
ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา แต่ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ เซ็นเซอร์ดังกล่าวได้กลายเป็นเครื่องมืออันทรงพลังในการตรวจจับสัญญาณเคมีและชีวภาพ และทีมงาน ได้ระบุว่าเซ็นเซอร์ตามตำแหน่งไนโตรเจน (NV) ในเพชรมีแนวโน้มที่ดีเป็นพิเศษศูนย์ NV เป็นข้อบกพร่องในโครงตาข่ายเพชรที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอม
ของคาร์บอนสองตัวที่อยู่ติดกันในโครงตาข่ายถูกแทนที่ด้วยอะตอมของไนโตรเจนและโครงตาข่ายที่ว่างเปล่า เมื่อรวมกันแล้ว อะตอมของไนโตรเจนและตำแหน่งที่ว่างจะทำงานเป็นเอนทิตีที่มีประจุลบโดยมีสปินที่แท้จริงและระดับย่อยสปินสามระดับ แสดงโดย | m s = 0⟩ และ | m s = ±1⟩ การให้แสง NV นี้
ตรงกลางด้วยเลเซอร์จะโพลาไรซ์การหมุนของมันเข้าไปใน | m s = 0⟩ ระดับย่อยซึ่งเรืองแสงอย่างเข้มข้น จากนั้นระบบจะผ่อนคลายสู่สภาวะสมดุลทางความร้อน ซึ่งจะเรืองแสงน้อยลง กระบวนการทำให้ร้อนด้วยความร้อนนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งเรียกว่าเวลาคลายตัวตามยาว T 1ซึ่งขึ้นอยู่
ผลจากระยะทางที่เพิ่มขึ้นนี้ ศูนย์กลาง NV จะรับรู้ถึง “สัญญาณรบกวน” ของสนามแม่เหล็กน้อยลง และทำให้มีเวลา T 1 นานขึ้น ซึ่งแสดงออกด้วยความเข้มของแสงฟลูออเรสเซนซ์ที่มากขึ้นการตรวจจับที่ละเอียดอ่อนและ FNR ต่ำนักวิจัยกล่าวว่าการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของเวลาในการผ่อนคลายด้วย
แสงโดยใช้เซ็นเซอร์ที่ใช้เลเซอร์ นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาสามารถระบุการมีอยู่ของ RNA ของไวรัสในตัวอย่างและแม้แต่หาจำนวนของโมเลกุล RNA ตามการจำลองของพวกเขา และเพื่อนร่วมงานซึ่งรายงานผลงานของพวกเขากล่าวว่าเทคนิคของพวกเขาสามารถตรวจจับ RNA ของไวรัสได้
เพียงไม่กี่ร้อยเส้น
และมี FNR น้อยกว่า 1% ซึ่งถือว่ามาก ต่ำกว่า RT-PCR แม้ไม่มีขั้นตอนการขยาย RNA นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังสามารถขยายขนาดเพื่อให้สามารถวัดตัวอย่างจำนวนมากในคราวเดียว และสามารถตรวจจับไวรัส RNA อื่นที่ไม่ใช่กับสนามแม่เหล็กที่ศูนย์ NV รับรู้ในสภาพแวดล้อมของมัน
ด้วยเหตุผลนี้ ศูนย์ NV สามารถใช้เป็นโพรบเรโซแนนซ์แม่เหล็กที่มีความไวสูง ซึ่งสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงการหมุนของตัวอย่างในระยะทางไม่กี่สิบนาโนเมตรได้ตัวอย่างดินจากทั้ง Apollo 11 และ 12 ถูกนำมาใช้บนโลกเพื่อปลูกพืชหรือสัมผัสกับเมล็ดพืช ทำการทดสอบกับ 35 ชนิด
ซึ่งเป็นอุกกาบาตดวงแรกที่ถูกพบในอีกโลกหนึ่ง แต่ตัวอย่างที่ใหญ่ที่สุดมาจากอพอลโล 14 “มันมีขนาดประมาณผลแตงโม” แคทเธอรีน จอย นักธรณีวิทยาทางจันทรคติแห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักร กล่าว เธอศึกษาตัวอย่างจากภารกิจ และเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่วิเคราะห์อุกกาบาต
“จากตัวอย่างยานอะพอลโล เราได้เรียนรู้ว่าเปลือกดวงจันทร์ก่อตัวอย่างไร” จอยกล่าว “พื้นที่สีขาวของดวงจันทร์อาจก่อตัวขึ้นในมหาสมุทรแมกมา ดวงจันทร์ในยุคแรกเริ่มร้อนมาก จากนั้นจึงก่อตัวเป็นเปลือกแข็งผลึกจากมหาสมุทรแมกม่านั้น และนั่นมีประโยชน์ตรงที่มันบอกเราว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น
สร้างเปลือกโลกได้อย่างไร”เมื่อพิจารณาภาพจากดวงจันทร์ที่แสดงนักบินอวกาศบนพื้นผิวสีเทาที่ซ้ำซากจำเจ เป็นสีใต้ฝุ่นที่จอยพบว่าน่าประหลาดใจขณะทำงานกับตัวอย่างอพอลโล “หินบางก้อนมีความสวยงามและเป็นผลึก” เธออธิบาย “บ้างเป็นสีขาวสดใส บ้างก็เป็นสีน้ำตาล บ้างก็เป็นสีเขียว
บางชิ้นมีคริสตัลขนาดใหญ่ที่คุณมองเห็นได้ด้วยตาของคุณ”ดวงจันทร์สีเทาเต็มไปด้วยสีสันแม้จะมีการทดลองทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมด แต่นักบินอวกาศคนเดียวในโครงการอพอลโลที่ได้รับการฝึกฝนให้เป็นนักวิทยาศาสตร์คือแฮร์ริสัน ชมิตต์ ซึ่งได้รับปริญญาเอกด้านธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในปี 2507 ในฐานะส่วนหนึ่งของภารกิจอพอลโล 17 เขาและเพื่อนสมาชิกในทีม
แนะนำ 666slotclub / hob66
