Kui kaks osakest on takerdunud, on ka nende omadused tihedalt seotud, isegi kui nad on üksteisest kaugel. Kahe elektroni vaheline põimumine moodustab ülijuhis niinimetatud Cooperi paarid. Need paarid vastutavad kadudeta elektrivoolude eest, millesse üksikud spinnid on takerdunud.
Šveitsi nanoteaduste instituudi ja Baseli ülikooli füüsikaosakonna teadlased on eemaldanud elektronpaare ülijuht ja eraldas kaks elektroni ruumiliselt mitu aastat. Selle saavutamiseks kasutatakse kahte paralleelset kvantpunkti, nanoelektroonilisi struktuure, mis võimaldavad ainult ühel elektronil läbi voolata.
Nüüd, füüsikud Baseli ülikool on esimest korda eksperimentaalselt demonstreerinud, et ülijuhist pärit elektronpaari kahe spinni vahel on negatiivne korrelatsioon. Uuringus kasutati nanomagnetitest valmistatud spinfiltreid ja kvantpunktid.
Hiljem kasutasid nad pisikesi magneteid individuaalselt reguleeritavate magnetväljade genereerimiseks kahes Cooperi paari elektrone eraldavas kvantpunktis. Kuna spinn määrab ka elektroni magnetmomendi, lubatakse korraga läbi ainult ühte kindlat tüüpi spinni.
Füüsikud suutsid tipptasemel eksperimentaalse seadistuse abil mõõta, et ühe elektroni spinn on suunatud ülespoole, kui teise elektroni spinn on suunatud alla, ja vastupidi.
Projekti juht Andreas Baumgartner ütles, "Seega oleme eksperimentaalselt tõestanud negatiivset korrelatsiooni spinnide vahel paaritud elektronid. "
Esimene autor dr Arunav Bordoloi ütles: «Saame reguleerida mõlemat kvantpunkti nii, et neid liiguvad läbi peamiselt teatud spinniga elektronid. Näiteks elektron spinniga üles läbib ühte kvantpunkti ja elektron spinniga alla teise kvantpunkti või vastupidi. Kui mõlemad kvantpunktid on seatud läbima ainult samu spine, vähenevad mõlema kvantpunkti elektrivoolud, kuigi üksik elektron võib läbida ühe kvantpunkti.
Andrew Baumgartner järeldab, "Selle meetodiga saaksime esimest korda tuvastada selliseid negatiivseid korrelatsioone ülijuhi elektronide spinnide vahel. Meie katsed on esimene samm, kuid mitte veel lõplik tõend takerdunud elektronide spinnide kohta, kuna me ei saa pöörlemisfiltrite orientatsiooni suvaliselt määrata, kuid me töötame selle kallal.
Ajakirja viide:
- Arunav Bordoloi, Valentina Zannier, Lucia Sorba, Christian Schönenberger, Andreas Baumgartner. Pöörake ristkorrelatsioonikatseid elektronide segajas.loodus (2022), DOI: 10.1038 / s41586-022-05436-z
