하버드 대학교 (Harvard University)의 행성 과학자 인 로저 푸 (Roger Fu)의 자기 차폐 실험실 안에있는 테이블에 지질 학적 과거에 대한 심오한 이야기를 들려주는 겸손한 혐의가 있습니다. Quantum Diamond Microscope (QDM)는 카메라, 작은 레이저 및 장미 색조의 샘플 슬라이드처럼 보이는 몇 가지 전자기 코일로 구성됩니다. 그러나 슬라이드는 유리가 아닙니다. 그것은 작은 자기장에 민감한 결함이있는 다이아몬드입니다. 이 다이아몬드 센서를 사용하여 현미경은 인간 모발의 너비보다 작은 스케일로 암석 곡물에 각인 된 필드를 매핑하여 지질 학자들이 더 거친 기술이 간과 한 역사를 괴롭힐 수 있습니다.
.Fu의 실험실은 현미경을 사용하여 태양계의 가장 빠른 날에 대한 단서를 위해 운석을 조사하고 있습니다. 수천 년 전에 종유석에서 연대기 강우; 그리고 이번 주 Science Advances 에 자세히 설명 된 바와 같이 , 고대 용암에서 지구의 지각 판의 가장 빠른 움직임을 감지하십시오. 푸는“이것은 지구 과학의 완전히 새로운 원칙이다. 그리고 그것은 따라 가고 있습니다. 국립 과학 재단 (National Science Foundation)은 캘리포니아 대학교 (University of California), 버클리 (Berkeley) 및 미네소타 대학교 (University of Minnesota)에서 현미경을 구축하기 위해 푸의 팀에 돈을 지불했으며, NASA는 매사추세츠 공과 대학 (MIT)에서 3 위를 차지했습니다. 그는 네덜란드 실험실을 위해 또 다른 건물을 짓고 있습니다. "로저는 QDMS의 위대한 조니 응용 프로그램이었습니다.
현미경은 질소 원자가 결정 격자에서 2 개의 탄소를 두드릴 때 생성 된 다이아몬드의 미세한 결함에 의존합니다. 불순물은 자연에 존재하지만 제조 할 수도 있습니다. 결과는 양자 상태가 민감한 전자를 트랩하는 질소 옆에 공극이 있습니다 :레이저 광, 전자 레인지 및 자기장은 모두 에너지 수준과 스핀 상태를 조작 할 수 있습니다. 다이아몬드 결함은 양자 컴퓨터의 논리적 요소 인 큐 비트를 호스팅하는 유망한 기술입니다. 그러나 기본 물리학 실험의 경우 헤어 트리거 자기 감도가 성가 시게 될 수 있다고 Walsworth는 말합니다. "그러면 우리는‘너무 민감하다면 아마도 그게 버그가 아닌 기능일지도?’라고 생각하기 시작했습니다.
서호주의 잭 힐스 (Jack Hills)에서 40 억년이 넘는 지르콘 크리스탈에 대한 분석은 초기 테스트를 제공했습니다. 초전도 센서를 사용한 전통적인 고생물 성 측정은 지르콘에 희미한 필드가 보존 된 것을 발견했습니다. 그러나 초전도 센서는 지르콘을 가로 질러 평균 필드 만 측정 할 수 있으며, 이는 먼지의 모터만큼 작습니다. Jack Hill 시편을 더 미세한 규모로 면밀히 조사하기 위해 Fu는 다이아몬드 슬라이드에 배치하고 녹색 레이저로 슬라이드를 비 었습니다. 전자기 코일에 의해 프라이밍 된 질소 공석 센터는 샘플의 자기에 의존하는 밝기에서 적색광을 방출함으로써 반응했다.
QDM의 더 미세한 공간 해상도는 필드가 결정의 내부에서 나온 것이 아니라 아마도 그들의 역사상 훨씬 나중에 형성된 철의 림에서 나왔다는 것을 보여 주었다. Fu는“지르콘과 함께 태어나지 않았다”고 Fu는 말했다. Fu는 4 억 년의 필드의 주장에 대한 논쟁을 불러 일으킨다.
.이제 Fu와 그의 동료들은이 기술을 서호주의 다른 암석 (32 억 명의 Honeyeater Basalt)에 적용했습니다. 전반적인 감도를 위해 QDM을 여전히이기는 전통적인 초전도 센서를 사용하여 235 개의 암석 샘플에서 캡처 된 자기장 강도와 방향을 측정했습니다. 그러나 그들은 그 들판들이 원시적이라는 것을 확신 할 수 없었습니다. 일생 동안, 허니 극장 현무암은 해저 아래에 깊이 변경되어 묻혔으며, 그곳에서 물과 엄청난 균주가 나중에 자력 공급원이 오염 될 수있었습니다. 자기장이 원주민인지 이민자인지 여부를 추론하는 것은 QDM에 달려있었습니다.
Science Advances 의 수석 저자 인 Alec Brenner는이 필드가 미네랄 곡물이 아니라 미네랄 곡물이 아니라 수중에 형성된 후광에서 나온 후광에서 나왔다고 밝혔다. 공부 및 푸의 대학원생. "기술적으로 그것은 그들이 바위로 형성되지 않았다는 것을 의미한다"고 그는 말했다. 그러나 실제 목적을 위해 후광은 오래되었습니다. 이 팀은 필드가 32 억년이되었다고 확신 할 수있었습니다.
지구의 자기장 선은 적도에서 극으로 증가하는 각도로 땅에 뛰어 들었습니다. 따라서 Honeyeater 샘플에 보존 된 필드 방향은 현무암이 형성된 위도를 나타냅니다. 지난 10 년간, 또 다른 지질 학자 팀은 근처에 335 억 명의 암석에서 고대 자기를 분석하여 다른 "고생물"으로 형성되었음을 보여주었습니다. 위도의 차이로부터, Fu의 그룹은 지구의 빵 껍질이 1 억 5 천만 년 동안 연간 약 2 센티미터 떨어진 지구의 크러스트가 움직 였다고 계산했습니다. Brenner는“이것은 현대 판 운동과 거의 비슷합니다
Yale University의 지구 물리학자인 Jun Korenaga는 "그 자체로는 그 자체로 성과를 거두고있다"고 말했다. 유아 지구가 얼마나 빨리 식 었는지에 근거한 신뢰할 수있는 논쟁은 지구의 형성 직후 45 억 년 전부터 30 억 년 전까지 시작했습니다. Korenaga는“그들이이 방향을 추구하고 시간이 더 깊어 질 수 있다면 흥미로울 것입니다.
초기 태양계의 타임 캡슐 인 운석은 QDM의 또 다른 자연 주제라고 Fu는 말합니다. 지구 물리학 연구 :행성 에서 인정 된 새로운 연구에서 , FU는 현미경을 사용하여 목성을 넘어 형성 될 수있는 운석 내에서 결정화 된 원시 용융물의 황화된 방울의 황화물 림을 확대했습니다. 너비가 100 마이크로 미터에 불과한 림은 오래된 기술이 격리하고 측정하기에는 너무 작지만 QDM은 약한 유물 자기를 나타 냈습니다. 태양에 더 가깝게 형성된 운석에서 더 강한 필드의 과거의 측정과 결합 된이 발견은 46 억 년 전, 행성을 일으킨 재료의 디스크가 고르지 않은 자기장을 가질 수 있음을 나타냅니다. Fu는 이것이 중력 역학뿐만 아니라 자성이 디스크에서 행성의 유착에서 중요한 역할을했음을 나타냅니다.
.집에 가까워지면서 과학자들은 오랫동안 동굴 형성을 사용하여 물을 스탈 락 파티에 남겨진 산소 동위 원소의 비율을 기준으로 강우량을 측정 해 왔습니다. 그러나 동위 원소 비율은 신뢰할 수없는 지표가 될 수 있습니다. 물은 또한 토양과 암석에서 픽업 된 미세한 자기 입자를 강우에 따라 다른 양으로 퇴적시키는 것으로 알려져 있습니다. 브라질 열대 우림에서 수집 한 샘플에서 Fu의 팀은 QDM이 시간이 지남에 따라 곡물 풍부도를 강우의 대리로 측정 할 수 있음을 발견했습니다. 쌍둥이 도시 미네소타 대학교의 지질 학자 인 조슈아 페인버그 (Joshua Feinberg)는“이것은 과거 환경 변화에 대한 완전히 새로운 데이터 소스를 잠금 해제 할 것”이라고 말했다.
MIT의 지질 학자 인 클레어 니콜스 (Claire Nichols)는 지금까지 몇 실험실로만 마이그레이션되었지만 QDM은 고생물에 대한 논란의 여지가있는 주장을 해결하기위한 도구가 될 수 있다고 말했다. 니콜스는 지구상의 초기 자기 다이너 모의 다른 징후 인 그린란드에서 370 억 개의 바위에서 자기장을 찾았다 고보고했다. QDM지도는 그 주장을 강화할 것입니다. "이제 금 표준이 될 것"이라고 그녀는 말한다.
