30/09/2013 - Zum ersten Mal zeigen sie die Möglichkeit, den elektronischen Sphin mit geometrischen Mitteln zu steuern

Menéame

Die renommierte Zeitschrift Nature Communications hat in seiner Ausgabe vom 26. September einen Artikel veröffentlicht, in dem zum ersten Mal die kontrollierte und unabhängige Handhabung geometrischer Phasen in der Spin-Quantical-Elektronik mit möglichen Anwendungen für die Entwicklung von Nanoschaltungen für die Informationsverarbeitung nachgewiesen wird. Die Arbeit ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Prof.  Diego Frustaglia, Abteilung für angewandte Physik II Universität Sevilla, und Forscher an den Universitäten Tohoku (Japan) und Regensburg (Deutschland).

El Elektronischer Sphin (Intrinsischer magnetischer Moment eines Teilchens) reagiert auf das Vorhandensein von Magnetfeldern entsprechend der dynamischen Konfiguration (Größe der Felder) und geometrischer (Feldrichtung). In seiner zeitlichen Entwicklung nimmt der Spion in jedem Fall eine entsprechende Quantenphase an und führt zu Interferenzen, die für die Entwicklung neuer Quantentechnologien (z. B. fahrbare Quantenbits) von entscheidender Bedeutung sind.

"Normalerweise sind die dynamischen und geometrischen Phasen miteinander verbunden, d.h. sie können nicht ohne die andere geändert werden," erklärt Frustaglia, der hinzufügt, dass die Experten in dieser Arbeit gezeigt haben, dass die "überraschende" Möglichkeit, geometrische Phasen unabhängig von den dynamischen Phasen zu steuern, dank einer genialen Anordnung von mehreren Feldern. "Es ist so, als ob wir die Pfade der Partikel durch die Anwendung einer Kraft ändern, indem wir die geometrischen Eigenschaften des Raumes, in dem sie sich bewegen, direkt verändern," hat dieser Forscher der US hinzugefügt.

Dies ist sowohl von grundlegender als auch von angewandter Bedeutung, da die geometrischen Eigenschaften stabiler sind als die Dynamiken.    

Die Zusammenarbeit bestand aus drei Teilen: experimentelle Arbeit (von der japanischen Gruppe durchgeführt), theoretische Entwicklung (in Sevilla durchgeführt) und numerische Simulationen per Computer (in Deutschland durchgeführt). "Im Jahr 2010 hat Prof. Nitta (Chef der japanischen Gruppe) teilte mit mir erste experimentelle Ergebnisse auf der Suche nach einer Interpretation. In den darauffolgenden Monaten entwickelte ich eine Theorie, die die Experimente erklärte und neue Vorhersagen machte, wobei eine neue Serie von Experimenten durchgeführt wurde, deren Ergebnisse perfekt der Theorie entsprachen. Gleichzeitig kontaktieren wir Prof. Richter (zuständig für die deutsche Gruppe) für unabhängige numerische Simulationen. Das Ergebnis war ausgezeichnet.

Diese Ergebnisse sind ein großer Fortschritte bei der Entwicklung der Quantentechnik für Nanosysteme. Seine Autoren, die mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in diesem Bereich haben, erhalten mit dieser Veröffentlichung eine breite Anerkennung der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Wissenschaftlicher Artikel: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms3526

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Stellvertretende Forschungsleiter

Universität Sevilla

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