Les physiciens ont confirmé l’état quantique prédit il y a plus de 50 ans

Trouver le couplage des électrons dans les atomes artificiels

Des chercheurs du département de physique de l’Université de Hambourg ont observé un état quantique théoriquement prédit par des théoriciens japonais il y a plus de 50 ans, mais qui n’a jusqu’à présent pas été découvert. avec sutures synthétiques

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Maïs Sur la surface supraconductrice, les chercheurs ont réussi à apparier les électrons des soi-disant points quantiques, créant ainsi la plus petite version supraconductrice possible. L’œuvre apparaît dans le dernier numéro du magazine d’accord.

Comportement électronique et supraconductivité

Les électrons se repoussent généralement à cause de leur charge négative. Ce phénomène de répulsion joue un rôle important en influençant de nombreuses propriétés des matériaux, dont l’une est la résistance électrique. Cependant, la situation change radicalement si les électrons sont “collés” par paires et donc un boson. Contrairement aux électrons libres qui se repoussent, des paires de bosons peuvent coexister dans le même espace et effectuer des mouvements identiques.

La supraconductivité est l’une des propriétés les plus intéressantes des matériaux contenant ces paires d’électrons – la capacité de permettre au courant électrique de circuler sans entrave. La supraconductivité a été exploitée pour de nombreuses applications technologiques au fil des ans, telles que l’imagerie par résonance magnétique et les détecteurs de champ magnétique très sensibles. Avec la miniaturisation continue des appareils électroniques, il existe un intérêt croissant pour comprendre comment atteindre la supraconductivité à des tailles plus petites,

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>échelle nanométrique structure.

Couplage électronique dans les atomes artificiels

Des chercheurs du département de physique et du groupe d’excellence “CUI : Advanced Imaging of Matter” de l’Université de Hambourg ont réalisé un couplage d’électrons dans des atomes artificiels appelés points quantiques, les plus petits éléments constitutifs des dispositifs électroniques nanostructurés. À cette fin, les chercheurs, dirigés par le PD Prof. Jens Wiebe de l’Institute for Nanostructure and Solid State Physics, piège les électrons dans de minuscules cages qu’ils construisent à partir d’argent, atome par atome.

En attachant des électrons verrouillés à un supraconducteur élémentaire, les électrons héritent de la tendance à s’apparier du supraconducteur. Avec une équipe de physiciens des masses théoriques, dirigée par le Dr. Thor Boesky, les chercheurs ont corrélé des signatures expérimentales, des pics spectraux à très basse énergie, avec l’état quantique prédit par Kazushige Machida au début des années 1970 par Fumiaki Shibata.

Alors que le pays a jusqu’à présent évité la détection directe par des méthodes expérimentales, des recherches récentes menées par deux équipes des Pays-Bas et du Danemark montrent qu’il est utile pour supprimer les bruits indésirables dans les transmissions qubit, un élément essentiel des ordinateurs quantiques modernes.

Dans un e-mail privé, Kazushige Machida a écrit au premier auteur de la publication, le Dr. Lucas Schneider : « Merci d’avoir « retrouvé » mon vieux papier il y a un demi-siècle. J’ai longtemps pensé que les impuretés de métaux de transition non magnétiques produisaient des écarts d’état, mais leur emplacement est très proche du bord de l’écart.” supraconducteurs, et donc impossible de prouver son existence. Mais avec votre méthode ingénieuse, j’ai finalement vérifié expérimentalement que c’était vrai.

Référence : “Approximation of Superconductivity in a Quantum Dot Created Atom by Atom” de Lukas Schneider, Khai That Ton, Eunice Ionides, Janice Neuhaus Steinmetz, Thor Boesky, Roland Weisendinger et Jens Wiebe, 16 août 2023, disponible ici. d’accord.
DOI : 10.1038/s41586-023-06312-0