اگر دو ذره در هم تنیده شوند، خواص آنها نیز به هم نزدیک است، حتی زمانی که از هم دور باشند. درهم تنیدگی بین دو الکترون به اصطلاح جفت های کوپر را در یک ابررسانا تشکیل می دهد. این جفت‌ها مسئول جریان‌های الکتریکی بدون تلفات هستند که چرخش‌های منفرد در آن درگیر می‌شوند.
دانشمندان موسسه علوم نانو سوئیس و دپارتمان فیزیک دانشگاه بازل جفت های الکترون را از یک ابررسانا و دو الکترون را برای چندین سال از نظر مکانی جدا کرد. برای انجام این کار از دو نقطه کوانتومی موازی، ساختارهای نانوالکترونیکی که فقط به یک الکترون اجازه عبور از هر یک را می دهند، استفاده می شود.
در حال حاضر، فیزیکدانان در دانشگاه بازل برای اولین بار به طور تجربی نشان دادند که یک همبستگی منفی بین دو اسپین یک جفت الکترون درهم تنیده از یک ابررسانا وجود دارد. در این مطالعه از فیلترهای اسپین ساخته شده از نانومغناطیس و نقاط کوانتومی.
بعدها، آنها از آهنرباهای کوچک برای تولید میدان های مغناطیسی قابل تنظیم جداگانه در هر یک از دو نقطه کوانتومی که جفت الکترون های کوپر را جدا می کنند، استفاده کردند. از آنجایی که اسپین گشتاور مغناطیسی یک الکترون را نیز تعیین می کند، تنها یک نوع خاص از اسپین در هر زمان مجاز است.
فیزیکدانان با استفاده از یک چیدمان آزمایشی پیشرفته توانستند اندازه‌گیری کنند که اسپین یک الکترون به سمت بالا است و برعکس.
رهبر پروژه آندریاس باومگارتنر گفت: بنابراین، ما به طور تجربی یک همبستگی منفی بین چرخش‌ها را ثابت کرده‌ایم الکترون های جفت شده"
نویسنده اول دکتر آروناو بوردولوی گفت: ما می‌توانیم هر دو نقطه کوانتومی را طوری تنظیم کنیم که عمدتاً الکترون‌هایی با اسپین خاصی از آنها عبور کنند. به عنوان مثال، یک الکترون با اسپین بالا از یک نقطه کوانتومی و یک الکترون با اسپین پایین از نقطه کوانتومی دیگر عبور می کند یا برعکس. اگر هر دو نقطه کوانتومی تنظیم شده باشند که فقط اسپین های یکسانی را بگذرانند، جریان الکتریکی در هر دو نقطه کوانتومی کاهش می یابد، حتی اگر یک الکترون منفرد به خوبی از یک نقطه کوانتومی عبور کند.
آندریاس باومگارتنر نتیجه گیری می کند, با این روش، برای اولین بار می‌توانیم چنین همبستگی‌های منفی بین اسپین‌های الکترون از یک ابررسانا را تشخیص دهیم. آزمایش‌های ما اولین گام است، اما هنوز اثبات قطعی اسپین‌های الکترون درهم‌تنیده نیست، زیرا نمی‌توانیم جهت فیلترهای اسپین را خودسرانه تنظیم کنیم - اما روی آن کار می‌کنیم.
مرجع مجله:
- آروناو بوردولوی، والنتینا زانیر، لوسیا سوربا، کریستین شوننبرگر، آندریاس باومگارتنر. چرخش آزمایش‌های همبستگی متقاطع در یک درگیرکننده الکترون.طبیعت (2022)، DOI: 10.1038 / s41586-022-05436-Z
