두 입자가 얽혀 있으면 멀리 떨어져 있어도 그 특성이 밀접하게 연결되어 있습니다. 두 전자 사이의 얽힘은 초전도체에서 소위 쿠퍼 쌍을 형성합니다. 이 쌍은 개별 스핀이 얽히는 무손실 전류를 담당합니다.
스위스 나노과학 연구소(Swiss Nanoscience Institute)와 바젤 대학 물리학과의 과학자들은 전자쌍을 제거했습니다. 초전도체 몇 년 동안 두 개의 전자를 공간적으로 격리했습니다. 이를 달성하기 위해 두 개의 평행한 양자점, 즉 하나의 전자만 각 양자점을 통해 흐르도록 허용하는 나노전자 구조가 사용됩니다.
이제 물리학자들은 바젤 대학 그들은 초전도체에서 얽힌 전자쌍의 두 스핀 사이에 음의 상관관계가 있다는 것을 실험적으로 처음으로 입증했습니다. 이번 연구에서는 나노자석으로 만든 스핀 필터를 사용했고, 양자점.
나중에 그들은 쿠퍼 쌍 전자를 분리하는 두 개의 양자점 각각에 개별적으로 조정 가능한 자기장을 생성하기 위해 작은 자석을 사용했습니다. 스핀은 전자의 자기 모멘트도 결정하므로 한 번에 한 가지 특정 유형의 스핀만 허용됩니다.
물리학자들은 최첨단 실험 장치를 사용하여 한 전자의 스핀이 위쪽을 향하고 다른 전자의 스핀은 아래쪽을 향하고 그 반대의 경우도 마찬가지라는 것을 측정할 수 있었습니다.
프로젝트 리더인 Andreas Baumgartner는 이렇게 말했습니다. “따라서 우리는 스핀 사이의 음의 상관 관계를 실험적으로 입증했습니다. 짝을 이루는 전자. "
첫 번째 저자인 Arunav Bordoloi 박사는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 특정 스핀을 가진 전자가 주로 통과하도록 두 양자점을 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 스핀업을 갖는 전자는 하나의 양자점을 통과하고 스핀다운을 갖는 전자는 다른 양자점을 통과하거나 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 두 양자점이 동일한 스핀만 통과하도록 설정하면 개별 전자가 단일 양자점을 잘 통과할 수 있더라도 두 양자점의 전류가 감소합니다."
안드레아스 바움가르트너 결론, “이 방법을 통해 우리는 처음으로 초전도체의 전자 스핀 사이의 음의 상관관계를 탐지할 수 있었습니다. 우리의 실험은 첫 번째 단계이지만 아직 스핀 필터의 방향을 임의로 설정할 수 없기 때문에 얽힌 전자 스핀에 대한 확실한 증거는 아니지만 이에 대해 연구 중입니다.”
저널 참조 :
- 아루나브 보르돌로이, 발렌티나 자니에르, 루시아 소르바, 크리스티안 쇤베르거, 안드레아스 바움가르트너. 전자 얽힘 장치에서 상호 상관 실험을 회전시킵니다.자연 (2022), DOI: 10.1038 / s41586-022-05436-z
