研究核心突破 - 首次在实时条件下成功观测到单个原子核磁性自旋在不同量子态之间的翻转 [1] - 该成果被认为是实现原子尺度量子探测的重要进展 [1] 技术方法与原理 - 研究团队利用扫描隧道显微镜（STM）的原子级锐利探针，通过感知原子外围电子状态的变化，间接测量原子核自旋的量子态翻转 [1][5] - 该方法利用了电子自旋与核自旋之间的超精细相互作用，克服了STM无法直接探测核自旋的技术限制 [1][7] - 此次研究基于约十年前科学界首次利用STM跟踪单电子自旋的技术，并将其拓展至在时间维度上观测核自旋 [3] 实验细节与发现 - 实验在钛酸锶基底上选取具有核自旋特性的钛原子作为观测对象 [5] - 测量数据显示核自旋状态平均维持约5秒，而同一原子的电子自旋寿命仅为100纳秒 [7] - 研究人员在计算机屏幕上观察到信号实时切换，对应核自旋在量子态间的往复翻转 [7] 研究意义与评价 - 该研究标志着首次在原子尺度实现核自旋的单次读出 [7] - 项目负责人强调，这是任何新实验领域的第一步，即实现测量能力，而该研究已在原子尺度上实现了对核自旋的测量 [7] - 相关研究成果已于8月21日发表在《自然-通讯》期刊上 [7]

活动概况 - 全国科技活动周启动，松山湖材料实验室2025公众开放日吸引超过1500位公众参与，创历史新高 [1] - 活动设置2场科普报告、2大科技展馆、3大科技主题展、4大科研团队实验室和16个科普小实验 [3] 科技创新展示 - 硼中子俘获治疗（BNCT）技术亮相，该技术通过含硼药物靶向输送至肿瘤细胞，利用中子束照射精准摧毁癌细胞 [3] - 新一代硼药研发聚焦纳米颗粒、抗体偶联等载体，以突破靶向效率和血脑屏障穿透难题，中国多机构已进入临床试验阶段 [5] - 非晶智芯团队研发的电动全地形车、超导磁悬浮展区、气压实验等互动项目吸引公众参与 [6] - 大尺寸高温超导镀膜设备、智能非晶丝材料制备系统、大尺寸单晶材料工业化制备装备等国产高端装备仪器展示 [8] - 超高真空实验室开放，配备可观察0.1nm大小原子的扫描隧道显微镜（STM） [8] 科普教育与互动 - 两场科普报告分别涵盖硼药研发和类脑智能技术革命，现场互动热烈 [3][5] - 科学街设置十多个互动实验，包括超导反重力、大气压实验等，吸引儿童参与 [6] - 三棱镜科普志愿服务队上演"科学+魔法"实验秀，增强公众体验 [6] 行业展望 - 松山湖材料实验室副主任黄学杰强调科学教育的重要性，期待培养未来科学家 [10]