В работе [1] (США, Китай) для этой цели использованы нанокристаллы алмаза, содержащие дефекты азот-вакансия (NV-центры).
Рис. 1. Упрощенная диаграмма энергетических уровней NV-центра.
В отсутствие магнитного поля триплетное основное состояние
расщепляется на величину D, зависящую от температуры
(d – отстройка СВЧ-импульса от резонанса).
Рис. 2. Измерение температуры живой клетки при нагреве внедренной в нее наночастицы Au лазерным излучением.
Расщепление D спиновых уровней NV-центра (рис. 1) зависит от температуры. Возбуждая электроны СВЧ-импульсами и изучая последующую флюоресценцию, удается зарегистрировать малейшие изменения D, а значит – и температуры (до 1.8 мК). С помощью такого “наноградусника” авторы [1] следили за изменением локальной температуры живой клетки при ее нагреве (рис. 2). Если удастся повысить временнóе разрешение метода (сейчас – десятки секунд), то его можно будет использовать для изучения нестационарных субклеточных процессов, играющих важную роль в биологических и медицинских приложениях.
1. G.Kuesko et al., Nature 500, 54 (2013).
