Ny fysikkurs i kvantmetrologi

Mário Bettencourt Amaro är en 24-årig doktorand som kommer från Alenquer utanför Lissabon i Portugal. ”Jag arbetar med okonventionell supraledning och undersöker om elektroner kan bilda exotiska fyrpartikelkondensater utöver den vanliga parningen, med fokus på BKFA, en familj av järnbaserade supraledare. Jag planerar och bygger laboratorierna, och 2026 kommer jag att vara undervisningsassistent för den nya kursen i kvantmetrologi - en mätningsmetod för kvantteknik.”

Han har en ingenjörsbakgrund och ville förstå fysik på en grundläggande nivå.
”Jag behövde en djupare förståelse och jag har en genuin passion och djup nyfikenhet för de små sakerna som blir abstrakta. Deras kvantnatur dominerar och världen beter sig annorlunda”.

Mário tog en kandidatexamen vid universitetet i Lissabon 2022. Därefter kom han till Sverige där han studerade vid KTH och skrev sin masteruppsats i Mohamed Bourenannes forskargrupp.

– Jag trivs verkligen i Sverige och jag gillar vädret och kulturen. Sverige är välkänt för forskning, teknik och fysik. Det finns mycket finansiering och företag. Jag älskar Sverige och vill stanna här.

Kväve-vakanscentra (NV-centra) (som vi använder i laboratoriet) är en av många typer av kvantsensorer. NV-centra är defekter i diamant på atomnivå som kan användas som känsliga kvantsensorer vid rumstemperatur. Genom att belysa dem med grönt ljus och applicera mikrovågor kan vi avläsa deras elektroners spinn genom förändringar i fluorescensen, en teknik som kallas optiskt detekterad magnetisk resonans (ODMR). Magnetfält förskjuter spinnresonanserna via Zeeman-effekten, medan temperaturförändringar påverkar nollfältssplittringen. Eftersom NV-centra är orienterade längs fyra kristallografiska riktningar, möjliggör mätningar från alla orienteringar rekonstruktion av det fullständiga tredimensionella magnetfältet.

– Kursen i sig (finansierad av EDU-WACQT) är mycket bredare än bara NV-centra och täcker många andra typer av kvantsensorer, tekniker och teorin bakom allt detta. NV-centrets laboratorium är platsen där vi kommer att genomföra två av kursens tre laborationer, men det är bara ett utvalt exempel på kvantsensorteknologier i ett hav av sådana. Med NV-centra kan man mäta magnetfält och temperatur med mycket små sensorer i mycket olika sammanhang, från kretsar till biologiska system och medicinska tillämpningar. Kursen kommer att vara på masternivå och vi planerar att den ska hållas nästa hösttermin.
WACQT står för Wallenberg Centre for Quantum Technology.

Professor Mohamed Bourenanne kommer att vara lärare och Mário Bettencourt Amaro kommer att vara undervisningsassistent i laboratoriet.

– Det finns en myriad av tekniker för att använda kvantsystem som sonder för att mäta temperatur, magnetfält och många andra storheter. Vi ser fram emot en fantastisk utveckling och välkomnar studenter att ansöka till kursen under vårens ansökningsperiod.

2014 valdes professor Mohamed Bourennane vid Institutionen för fysik, Stockholms universitet, till svensk ledamot av Kungliga Vetenskapsakademiens klass för fysik. Mohamed Bourennane är professor vid avdelningen för kondenserad materia och kvantoptik, Institutionen för fysik, Stockholms universitet.

Mer information

Wallenberg Centre for Quantum Technology (WACQT) (Fysikum)

WACQT (Chalmers)