Nếu hai hạt bị vướng víu thì tính chất của chúng cũng liên kết chặt chẽ với nhau, kể cả khi cách xa nhau. Sự vướng víu giữa hai electron tạo thành cái gọi là cặp Cooper trong chất siêu dẫn. Các cặp này chịu trách nhiệm về dòng điện không tổn hao trong đó các spin riêng lẻ bị vướng víu.
Các nhà khoa học tại Viện Khoa học Nano Thụy Sĩ và Khoa Vật lý của Đại học Basel đã loại bỏ các cặp electron khỏi một chất siêu dẫn và cách ly không gian hai electron trong vài năm. Hai chấm lượng tử song song, cấu trúc điện tử nano chỉ cho phép một electron chạy qua mỗi chấm, được sử dụng để thực hiện điều này.
Bây giờ, các nhà vật lý tại Đại học Basel đã lần đầu tiên chứng minh bằng thực nghiệm rằng có một mối tương quan nghịch giữa hai spin của một cặp electron vướng víu từ một chất siêu dẫn. Nghiên cứu đã sử dụng các bộ lọc spin làm bằng nam châm nano và chấm lượng tử.
Sau đó, họ sử dụng các nam châm cực nhỏ để tạo ra từ trường có thể điều chỉnh riêng lẻ trong mỗi chấm lượng tử phân tách cặp electron Cooper. Vì spin cũng xác định momen từ của một electron, nên tại một thời điểm chỉ cho phép một loại spin cụ thể đi qua.
Các nhà vật lý đã có thể đo được rằng spin của một electron hướng lên trên khi spin của các electron kia hướng xuống dưới và ngược lại, bằng cách sử dụng một thiết lập thí nghiệm tiên tiến.
Trưởng dự án Andreas Baumgartner cho biết, “Do đó, chúng tôi đã chứng minh bằng thực nghiệm mối tương quan nghịch giữa spin của cặp electron".
Tác giả đầu tiên Tiến sĩ Arunav Bordoloi cho biết, “Chúng tôi có thể điều chỉnh cả hai chấm lượng tử sao cho chủ yếu là các electron có spin nhất định đi qua chúng. Ví dụ, một electron có spin up đi qua một chấm lượng tử và một electron có spin down đi qua chấm lượng tử kia hoặc ngược lại. Nếu cả hai chấm lượng tử được thiết lập để chỉ đi qua cùng một spin, thì dòng điện trong cả hai chấm lượng tử sẽ giảm đi, mặc dù một electron riêng lẻ có thể đi qua một chấm lượng tử duy nhất.”
Andreas Baumgartner kết luận, “Với phương pháp này, lần đầu tiên chúng tôi có thể phát hiện ra những mối tương quan nghịch như vậy giữa các spin của electron từ một chất siêu dẫn. Các thí nghiệm của chúng tôi là bước đầu tiên, nhưng chưa phải là bằng chứng dứt khoát về spin của electron vướng víu, vì chúng tôi không thể tùy ý thiết lập hướng của các bộ lọc spin – nhưng chúng tôi đang nghiên cứu nó.”
Tạp chí tham khảo:
- Arunav Bordoloi, Valentina Zannier, Lucia Sorba, Christian Schönenberger, Andreas Baumgartner. Quay các thí nghiệm tương quan chéo trong một Electron Entangler.Thiên nhiên (2022), DOI: 10.1038 / s41586-022-05436-z
