Исследователи Токийского университета обнаружили ранее неизвестную структуру золотых нанокластеров, сформированную при необычных условиях синтеза. В отличие от привычных сферических кластеров, новые образования имеют вытянутую, «карандашную» форму и демонстрируют нетипичные для золота на наноуровне свойства.

По данным команды, переход к игольчатой геометрии меняет электронную и оптическую реакцию материала: в вытянутых кластерах усиливаются направленные эффекты и возрастает анизотропия — зависимость свойств от ориентации структуры. Такая форма может по-новому управлять взаимодействием света и вещества на наноразмерных масштабах, открывая возможности для точной настройки резонансов и локальных полей.

Открытие важно для нанофотоники и материаловедения, где форма и размер частиц критически влияют на поведение электронов и квазичастиц. Потенциальные применения «квантовых игл» видят в чувствительных нанодатчиках, управляемых оптических элементах, плазмонике и каталитических системах, однако ключевыми задачами остаются воспроизводимость синтеза, масштабирование и долговременная стабильность структур.

«Золотые квантовые иглы» расширяют набор архитектур нанокластеров и создают платформу для изучения новых квантовых эффектов в благородных металлах. Дальнейшие исследования будут нацелены на уточнение механизма роста, картирование энергетических состояний и интеграцию структур в рабочие прототипы наноустройств.

Учёные Чикагского университета сделали шаг, который ещё недавно казался фантастикой: превратили обычный белок — флуоресцентный маркер, знакомый биологам по экспериментам с клетками, — в кубит, то есть носитель квантовой информации.

Что это значит простым языком?
Белок начал вести себя как маленький «датчик», способный улавливать тончайшие магнитные и электронные процессы внутри живой клетки. Причём кубит можно включать, управлять им микроволнами и считывать сигналы лазером — прямо в живой среде.

Зачем это нужно?

• Это первый шаг к генетически запрограммированным квантовым сенсорам, которые сама клетка сможет «собирать» из белков.

• В будущем такие сенсоры помогут врачам и биологам буквально «видеть изнутри» работу организма: например, отслеживать реакции ферментов или работу лекарств с точностью до отдельных молекул.

• Потенциальное применение — нано‑МРТ, новый класс диагностики и понимания работы живых систем на глубочайшем уровне.

Да, пока эти кубиты уступают по чувствительности лучшим искусственным аналогам (например, алмазным сенсорам), но сам факт, что живой белок может работать как квантовый прибор, — огромный прорыв.

📍 Исследование опубликовано в журнале Nature и отмечено экспертами как открывающий путь к целому направлению «биоквантовых технологий».

Будущее - рядом