Coherencia cuántica en nanosistemas y sus aplicaciones en metrología (Prof. Jerónimo Maze, PUC).

Resumen:

Durante los últimos años se ha podido alcanzar un gran nivel de control de nano sistemas permitiendo numerosas aplicaciones en metrología cuántica, información cuántica y biofísica. En particular, centros de color en materiales de alta brecha son prometedores candidatos para el control de grados de libertad individuales ya que estos poseen estados electrónicos estables y largos tiempos de coherencia de sus espines electrónico y nucleares a temperatura ambiente. Estas propiedades pueden ser encontradas en nanocristales de diamante con diámetros tan pequeños como 5 nanometros o en centros de color cercanos a la superficie permitiendo la metrología de agentes externos. Este coloquio abarcará dos aspectos de los centros de color en diamante. Primero, discutiré sobre las propiedades ópticas de los centros de color en diamante y su uso como marcadores fluorescentes para aplicaciones en biología. Y segundo, introduciré a las propiedades de espín del centro de color nitrógeno-vacante, el que ha permitido la detección óptica de resonancias magnéticas de un solo espín electrónico. Luego discutiré como las mediciones de decoherencia de un estado de superposición cuántico ha permitido aplicaciones en mediciones magnéticas y eléctricas. Varias fuentes de decoherencia serán analizadas y la dinámica de espín será presentada desde la perspectiva de sub-espacios protegidos o subespacios libres de decoherencia. Finalmente, discutiremos aspectos que no se han podido explicar.