物理学家首次通过实验证明,来自超导体的一对纠缠的电子的两个自旋之间存在着负相关。在他们的研究中,研究人员使用了由纳米磁体和量子点制成的自旋过滤器。量子物理学中的一些现象,如两个粒子之间的纠缠,很难与日常经验相协调。如果纠缠在一起,两个粒子的某些属性就会紧密相连,即使相距很远。
这种奇怪的行为是阿尔伯特爱因斯坦将纠缠描述为远距离的幽灵行动的原因。虽然它很奇怪,但它是一个重要的现象。事实上,关于光粒子(光子)之间的纠缠的研究还被授予今年的诺贝尔物理学奖。
两个电子也可以纠缠在一起例如在它们的自旋上。在超导体中,电子形成所谓的库珀对,负责产生无损的电流,其中的各个自旋是纠缠在一起的。
几年来,瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的研究人员已经能够从超导体中提取电子对,并在空间上分离这两个电子。这是通过两个量子点平行连接的纳米电子结构实现的,每个量子点只允许单一电子通过。
电子离开(传统)超导体(S)时只能是成对的,而且只能有相反的自旋(箭头向上或向下,红色或蓝色)。如果两个电子的路径都被平行自旋过滤器(这里为自旋向下(蓝色))阻断,原则上自旋向上(红色)的单个电子可以出去,但来自超导体的成对电子被阻断,这在理想情况下会抑制两种电流。资料来源:巴塞尔大学物理系,Scixel
ChristianSchnenberger教授和AndreasBaumgartner博士的团队与来自IstitutoNanoscienzCNR和比萨ScuolaNormaleSuperiore的LuciaSorba教授领导的研究人员合作,现在已经能够在实验中早已被预期的理论:来自超导体的电子总是以一对相反的自旋出现。他们今天(11月23日)在科学杂志《自然》上报告了他们的发现。
使用一个创新的实验装置,物理学家们能够测量出当一个电子的自...
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