Йорг Врахтруп (родился 27 декабря 1961 года) — немецкий физик . Он является директором 3-го Института физики и Центра прикладной квантовой технологии в Штутгартском университете. [1] Он назначен научным сотрудником Макса Планка в Институте исследований твердого тела Макса Планка в Штутгарте. [1] Врахтруп является пионером в области квантовой физики твердого тела. Уже в своей докторской диссертации он провел первые эксперименты по электронному спиновому резонансу на одиночных электронных спинах. [2] Работа была выполнена в тесном сотрудничестве с М. Орритом в CNRS Бордо. Для достижения требуемой чувствительности и селективности оптическое возбуждение одиночных молекул было объединено с методами спинового резонанса. Этот оптически обнаруженный магнитный резонанс основан на спин-зависимых оптических правилах отбора. Важной частью ранней работы был когерентный контроль. В результате были выполнены первые когерентные эксперименты по одиночным электронным спинам и ядерным спинам в твердых телах.
Работая в Техническом университете Хемница , он возглавлял исследовательскую группу, которая впервые обнаружила как оптический, так и спиновый сигнал одного атома легирующей примеси в твердом теле. Конкретной легирующей примесью был атом азота, соединенный с вакансией, азотно -вакансионный центр (NV) в алмазе . [3] Эта новаторская работа создала стандарты для многочисленных последующих исследований отдельных NV-центров, направленных на манипуляции отдельными электронными и ядерными спинами в твердых телах ( квантовый компьютер ). В отличие от более ранних исследований отдельных молекул, целевое спиновое состояние в этих системах является основным состоянием. Это облегчает квантовый контроль, поскольку время релаксации и когерентности спина оказалось исключительно долгим, даже в условиях окружающей среды. Кроме того, дефектный центр оказался безусловно фотостабильным, в отличие от большинства других одиночных квантовых излучателей. Это открытие является основой для многочисленных применений дефектов в алмазе в качестве источника одиночных фотонов, квантового регистра и в магнитометрии.
Врахтруп внес несколько пионерских вкладов в квантовую физику твердого тела. Наиболее примечательным из них является демонстрация квантового зондирования магнитных полей в наномасштабе с использованием отдельных дефектов. Его группа осуществила спиновую гамильтониановую инженерию для измерения электрических полей, а также температуры с использованием отдельных дефектных центров. Его группа осуществила первое запутывание между отдельными электронными и ядерными спинами в твердых телах, а также однократное считывание квантового состояния. Наномасштабные квантовые датчики также оказались способными обнаруживать отдельные электронные спины, а также измерять сигналы ядерного магнитного резонанса с беспрецедентной чувствительностью и пространственным разрешением.
За свою работу Врахтруп получил множество наград, в том числе премию Лейбница Немецкого научного фонда, премию Макса Планка Фонда Гумбольдта и Общества Макса Планка, исследовательскую премию Zeiss, золотую медаль Международного общества электронного спинового резонанса, премию Генриха Герца Немецкого физического общества. С 2014 года Врахтруп постоянно входит в список высокоцитируемых исследователей и был назначен научным сотрудником Института Макса Планка по исследованию твердого тела, а также членом Берлинско-Бранденбургской академии наук.