Op#cs ¡-‑ ¡NV ¡(Nitrogen ¡Vacancy) ¡ Centres ¡in ¡Diamonds ¡ • Santa ¡Maria ¡College ¡& ¡Wesley ¡ College ¡ • Anne, ¡Maggie,Laura,Layet, ¡Eric ¡& ¡ Achai ¡
What ¡we ¡believed ¡science ¡was ¡ • “science ¡is ¡really ¡cool” ¡ ¡ • “scien#sts ¡are ¡very ¡smart” ¡ • “science ¡is ¡relevant ¡in ¡everyday ¡life” ¡ • “scien#sts ¡are ¡not ¡nerdy” ¡ • “science ¡is ¡essen#al ¡for ¡our ¡future” ¡
How ¡does ¡the ¡real ¡world ¡benefit ¡ from ¡NV ¡research? ¡ For instance, by utilising NV, we can build a quantum computer which is much more faster than computers nowadays. NV is formed by nitrogen in diamonds, and it can allow states of 1 and 0 to store the information and do calculation. In this case Physics research provides the theories that explain how quantum bits are formed and work. ¡
How ¡is ¡working ¡with ¡scien#sts ¡different ¡to ¡the ¡inquiry? ¡ Working ¡with ¡scien#sts ¡is ¡different ¡to ¡the ¡inquiry ¡as ¡we ¡are ¡able ¡to ¡apply ¡our ¡ learning ¡to ¡real ¡life ¡applica#ons. ¡The ¡inquiry ¡is ¡a ¡lot ¡more ¡restric#ng ¡with ¡the ¡ ¡ learning ¡and ¡we ¡are ¡not ¡able ¡to ¡see ¡results ¡and ¡the ¡uses ¡for ¡our ¡learning ¡as ¡ much ¡as ¡we ¡do ¡here. ¡ ¡ ¡ ¡ And ¡inves#ga#ons ¡you ¡do ¡at ¡school? ¡ The ¡inves#ga#ons ¡we ¡do ¡at ¡school ¡in ¡physics ¡included ¡researching ¡different ¡ fields ¡of ¡physics ¡and ¡inves#ga#ng ¡a ¡par#cular ¡field ¡in ¡detail. ¡We ¡were ¡then ¡ shown ¡the ¡real ¡life ¡applica#ons ¡by ¡being ¡taken ¡on ¡excursions ¡to ¡Essendon ¡ Airport ¡and ¡Tullamarine ¡Airport. ¡ ¡ Describe ¡the ¡difference ¡in ¡the ¡engagement ¡with ¡the ¡work ¡and ¡ why? ¡ There ¡is ¡a ¡lot ¡more ¡content ¡leant ¡in ¡this ¡environment ¡than ¡there ¡is ¡at ¡school. ¡ It ¡is ¡more ¡engaging ¡because ¡there ¡are ¡more ¡resources ¡to ¡learn ¡with ¡and ¡ prac#cal ¡work ¡is ¡a ¡main ¡part ¡of ¡learning ¡unlike ¡school. ¡ ¡
The ¡project ¡goal ¡ To ¡discover ¡how ¡diamonds ¡with ¡NV ¡centres ¡can ¡be ¡ applied ¡in ¡building ¡a ¡quantum ¡computer. ¡ ¡ When ¡diamonds ¡are ¡successfully ¡employed ¡in ¡building ¡ a ¡quantum ¡computer, ¡it ¡will ¡change ¡how ¡computers ¡ work. ¡ ¡ And ¡this ¡will ¡change ¡the ¡technology ¡that ¡uses ¡it. ¡
Nitrogen vacancy (NV) is a nitrogen introduced in the diamond.
-Bits: 1 or 0 ---storing information and calculating Quantum bits: Light (green light and microwave) provides energy---atom energy level varies---1 and 0 at the same time---particle properties Manipulating light beams (energy)---operating quantum bits
Why a quantum computer works faster? How fast? Imagine a person trapped in a maze.
Now imagine many people in this maze. Quantity: enough to put one person in each variety of all paths.
That is why quantum computer is faster than our computers nowadays and the advantage is so enormous. Different ways of operating---different efficiency Hence it is important and revolutionizing to successfully build a quantum computer.
Why ¡should ¡we ¡care ¡about ¡the ¡ research ¡here? ¡ We should care about the research here because in the future, the research will eventually change how we use technology. NV Diamonds is an important piece of research as it will hopefully be able to improve computers. All of the research being conducted here is important because it will hopefully change many aspects of the future.
How ¡is ¡it ¡relevant ¡to ¡Community ¡ and ¡Society? ¡ ● Basic research has lots of real world applications to change how we use technology. ● An example is; quantum computers can deal with lots of possibilities at the same time and is able to predict a lot of events such as storm and earthquake because all results in complex situations are given. ● One bit of information in a NV is small, so the size of computers can be reduced. ● This can increase the speed of computers and make data analysis that affects social change.
How ¡Has ¡Our ¡View ¡of ¡Science ¡or ¡ Scien#sts ¡Changed? ¡ ¡ ● Prior ¡to ¡the ¡growing ¡tall ¡poppies ¡program ¡was ¡that ¡they ¡were ¡always ¡in ¡a ¡ lab ¡coat, ¡always ¡in ¡their ¡office ¡or ¡lab ¡working ¡on ¡experiments ¡and ¡that ¡they ¡ are ¡very ¡smart ¡and ¡we ¡wouldn't ¡be ¡able ¡to ¡understand ¡them. ¡ ¡ ● Before ¡par#cipa#ng ¡in ¡the ¡program ¡we ¡thought ¡that ¡scien#sts ¡were ¡always ¡ nerds ¡in ¡labcoats ¡working ¡on ¡experiments. ¡But ¡now ¡we ¡see ¡that ¡they ¡can ¡ travel ¡around ¡the ¡world ¡and ¡have ¡a ¡lot ¡of ¡freedom ¡to ¡choose ¡what ¡they ¡ research ¡and ¡how ¡they ¡do ¡it. ¡ ¡ ● Before ¡we ¡thought ¡that ¡scien#st ¡were ¡only ¡interested ¡in ¡science, ¡but ¡as ¡we ¡ had ¡learnt ¡yesterday, ¡scien#st ¡also ¡have ¡different ¡interests ¡apart ¡from ¡ science. ¡We ¡discovered ¡that ¡scien#sts ¡are ¡not ¡confined ¡to ¡their ¡science ¡ field ¡only. ¡
Am ¡I ¡capable, ¡do ¡I ¡belong? ¡ ¡ • In ¡rela#on ¡to ¡how ¡to ¡my ¡capabili#es, ¡have ¡I ¡changed ¡my ¡view ¡ of ¡my ¡capacity ¡to ¡do ¡the ¡sciences ¡especially ¡physics? ¡ Our ¡views ¡of ¡our ¡capacity ¡to ¡do ¡sciences, ¡especially ¡physics ¡have ¡changed ¡when ¡we ¡ first ¡arrived ¡as ¡we ¡were ¡told ¡that ¡it's ¡alright ¡to ¡ask ¡ques#ons, ¡it's ¡alright ¡to ¡not ¡know ¡ certain ¡things ¡about ¡the ¡topic ¡because ¡that ¡is ¡why ¡we ¡are ¡par#cipa#ng ¡in ¡the ¡Growing ¡ tall ¡poppies, ¡to ¡learn. ¡ • Has ¡my ¡concept ¡of ¡belonging ¡to ¡this ¡group ¡of ¡careers ¡ changed? ¡ Our ¡concepts ¡of ¡this ¡par#cular ¡field ¡have ¡changed ¡so ¡much ¡we ¡got ¡to ¡have ¡some ¡#me ¡ with ¡scien#sts ¡and ¡our ¡mentors ¡and ¡learnt ¡what ¡they ¡do ¡at ¡work, ¡which ¡we ¡thought ¡ was ¡interes#ng. ¡ ¡ ¡ ¡
What ¡Have ¡We ¡Learnt? ¡ • Use different instruments such as lasers • Team Work • Problem Solving • Observation - Experiments • How to think about difficult problems • The importance of analysis and numeracy skills • How sciences are interdisciplinary • Inquiry and investigation skills • Relations to the real world
Possible ¡Career ¡Choices ¡ ¡ • Chemical ¡physicist ¡ • Engineering ¡ • Nuclear ¡physicist ¡ ¡ • Air ¡traffic ¡ ¡ • Pharmacist ¡ • Astronomy ¡ • Radia#on ¡ • Climatology ¡ protec#on ¡ • Clinical ¡scien#st ¡ • Teacher ¡ • Environmental ¡scien#st ¡ • Transporta#on ¡ • Forensic ¡scien#st ¡ • Mathema#cian ¡ ¡ Physics ¡is ¡connected ¡to ¡a ¡lot ¡of ¡jobs ¡and ¡can ¡lead ¡you ¡to ¡different ¡kinds ¡of ¡careers. ¡ ¡ ¡
How ¡has ¡being ¡part ¡of ¡GTP ¡changed ¡my ¡ apprecia#on ¡for ¡physical ¡science? ¡ ● Increased our understanding of physical science. ● Interesting and relevant to the real world. ● We have had the chance to observe the way scientists work and the way that they think. ● Learnt about a variety of new topics and have been given the experience to develop our knowledge. ● Learnt how diamonds are used to create quantum computers understand the structure of molecules using diffraction.
Acknowledgements ¡ • The Department of Physics, Melbourne University • The Growing Tall Poppies Program Team Mentors ● Emmanuel (Manu) Lilette ● Dr Andrew Martin ● Prof Harry Quiney ● Laurence Deam
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