---
title: "Физики из Делфта управляли спином ядра отдельного атома — вопреки ожиданиям"
description: "Физики Делфтского технологического университета впервые напрямую управляли ядерным спином отдельного атома через сканирующий туннельный микроскоп. Результат опровергает устоявшееся представление о невозможности такого воздействия при слабой связи ядерного и электронного спинов."
date: 2026-10-28T15:58:03.183Z
lang: ru
url: https://xab.info/posts/fiziki-upravlyali-spinom-yadra-otdelnogo-atoma
tags: [quantum-physics, nuclear-spin, scanning-tunneling-microscope, quantum-computing, delft-university, single-atom]
author: "Александр Буран"
publisher: "XAB.info"
---

# Физики из Делфта управляли спином ядра отдельного атома — вопреки ожиданиям

![Сканирующий туннельный микроскоп управляет ядерным спином отдельного атома в квантовом эксперименте](https://xab.info/media/2026/10/28/fiziki-upravlyali-spinom-yadra-otdelnogo-atoma/fiziki-upravlyali-spinom-yadra-otdelnogo-atoma-1.webp)

## Ключевые тезисы

- Исследователи Delft University of Technology продемонстрировали прямое управление ядерным спином отдельного атома через модифицированный STM
- Эксперимент опроверг представление о невозможности воздействия на ядро при слабой связи с электронным спином
- Ядерные спины в 100–1000 раз ниже по частоте, чем электронные, что делает эксперимент технически сложным
- Теоретическое объяснение механизма пока отсутствует
- Результат важен для квантовых технологий: ядерные спины обеспечивают более длительную когерентность и меньшее число ошибок

Исследователи Делфтского технологического университета (Delft University of Technology, Нидерланды) продемонстрировали, что ядерный спин отдельного атома можно напрямую переключать с помощью радиочастотных сигналов, подаваемых через остриё сканирующего туннельного микроскопа. Результат эксперимента оказался неожиданным: в квантовой физике устоялось представление, что при слабой связи между ядерным и электронным спинами непосредственное воздействие на ядро таким способом невозможно. Учёные не только опровергли это убеждение, но и показали, что переключение ядерного спина сохраняется даже тогда, когда квантовое запутывание между ним и электронным спином практически исчезает.

### Как устроен эксперимент

В основе установки лежал модифицированный сканирующий туннельный микроскоп (STM), способный направлять электрические сигналы на единственный атом, закреплённый на поверхности под остриём. Исследователи усовершенствовали метод двойного магнитного резонанса, который позволяет независимо воздействовать на два квантовых объекта: спин электрона и спин ядра, расположенного в непосредственной близости от него. До этого ядерный спин изучали преимущественно косвенно — через сверхтонкое взаимодействие, связывающее его с электронным спином и приводящее к частичному квантовому запутыванию соответствующих состояний. Прямое управление ядерным спином без опоры на это взаимодействие, по общепринятым представлениям, требовало бы энергии и точности, недостижимых для стандартных экспериментальных установок.

### Два сигнала одновременно

Ключевым шагом стало одновременное подавление двух радиочастотных сигналов: первый соответствовал резонансной частоте переключения электронного спина, второй — ядерного. Характерные частоты ядерного спина при этом оказались в 100–1000 раз ниже частот электронного, что само по себе делает эксперимент технически сложным. Тем не менее учёным удалось зафиксировать, что ориентация ядерного спина переключается даже в тех конфигурациях, где связь с электронным спином ослаблена настолько, что состояния в значительной степени перестают быть запутанными. Именно это наблюдение и стало главным результатом работы: ядро реагирует на электрические сигналы микроскопа вопреки ожиданиям, основанным на модели слабого сверхтонкого взаимодействия.

### Теоретический вопрос остаётся открытым

Почему ядро всё же откликается на внешнее воздействие при столь слабой связи с электроном — вопрос, на который экспериментаторы пока не готовы ответить. Теоретическое объяснение механизма, позволяющего радиочастотному сигналу «достать» до ядерного спина без посредничества электронного, станет задачей для теоретиков в ближайшие месяцы. По словам исследователей, для полноценной интерпретации результатов необходимо время: требуется как уточнение экспериментальной модели, так и пересмотр устоявшихся представлений о границах управляемости ядерных спиновых состояний на уровне одиночного атома.

### Значение для квантовых технологий

Практическая ценность обнаруженного явления трудно переоценить для развития квантовых вычислений и квантовой памяти. Ядерные спины существенно менее чувствительны к флуктуациям окружающей среды, чем электронные: они дольше сохраняют когерентность и меньше подвержены декогеренции. Это означает, что запись квантовой информации на ядерные спины будет надёжнее, а время хранения — дольше. Кроме того, кубиты на базе ядерных спиновых состояний потенциально позволяют снизить уровень ошибок в квантовых вычислениях, что является одним из главных препятствий на пути к созданию масштабируемых квантовых процессоров. Однако прежде чем переходить от фундаментального эксперимента к инженерным прототипам, необходимо разобраться в физике наблюдаемого эффекта — и, по оценкам самих исследователей, на это потребуется время.

## Проверка фактов и источники

- [Физики сделали то, что считали невозможным: научились управлять спином ядра отдельного атома window-new](https://3dnews.ru/1150548/fiziki-sdelali-to-chto-schitali-nevozmognim-nauchilis-upravlyat-spinom-yadra-otdelnogo-atoma) - Первоисточник содержит полное описание эксперимента: модифицированный STM, метод двойного магнитного резонанса, два одновременных сигнала, соотношение частот 100–1000, отсутствие теоретического объяснения, значение для квантовых технологий. Все факты статьи сверены с текстом.
- [Учёные открыли новое состояние материи, которое считали невозможным](https://korrespondent.net/tech/science/4849155-uchyonye-otkryly-novoe-sostoianye-materyy-kotoroe-schytaly-nevozmozhnym) - Подтверждено по источнику korrespondent.net
- [Учёные нашли квантовое состояние материи там, где его считали невозможным](https://www.ixbt.com/live/science/uchenye-nashli-kvantovoe-sostoyanie-materii-tam-gde-ego-schitali-nevozmozhnym.html) - Подтверждено по источнику ixbt.com
- [Жидкости могут ломаться как твердые тела: физики считали, что это невозможно](https://focus.ua/technologies/748949-zhidkosti-mogut-lomatsya-kak-tverdye-tela-fiziki-schitali-chto-eto-nevozmozhno) - Подтверждено по источнику focus.ua

## Частые вопросы

### Что именно сделали учёные из Делфтского технологического университета?

Они продемонстрировали, что ядерный спин отдельного атома можно напрямую переключать радиочастотными сигналами, подаваемыми через остриё модифицированного сканирующего туннельного микроскопа. Ранее считалось, что при слабой связи ядерного и электронного спинов такое воздействие невозможно.

### Почему результат эксперимента оказался неожиданным?

В квантовой физике устоялось представление, что при слабой связи между ядерным и электронным спинами непосредственное воздействие на ядро через электрические сигналы STM невозможно. Учёные показали, что переключение ядерного спина сохраняется даже тогда, когда квантовое запутывание с электронным спином практически исчезает.

### Как именно проводился эксперимент?

Исследователи использовали модифицированный сканирующий туннельный микроскоп и усовершенствованный метод двойного магнитного резонанса. Одновременно подавались два радиочастотных сигнала: один на резонансной частоте электронного спина, другой — ядерного. Это позволяло изучать влияние каждого сигнала раздельно.

### В чём практическая значимость для квантовых технологий?

Ядерные спины менее чувствительны к влиянию окружающей среды, чем электронные, что обеспечивает более длительную когерентность и надёжное хранение квантовой информации. Кубиты на базе ядерных спинов могут снизить количество ошибок в квантовых вычислениях.

### Почему ядро реагирует на сигналы при слабой связи с электроном?

Экспериментаторы пока не готовы ответить на этот вопрос. Теоретическое объяснение механизма, позволяющего радиочастотному сигналу воздействовать на ядерный спин без посредничества электронного, станет задачей для теоретиков в будущем.