Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 15/09/2009 04:15 (GMT+7)

Quan sát tương tác siêu trao đổi trong hệ nguyên tử lạnh và mạng quang học

Tương tác siêu trao đổi (Superexchange interaction - SE) là một loại tương tác thường xảy ra giữa các spin của các điện tử trong vật liệu tinh thể. Không giống như các tương tác trao đổi thông thường khác xảy ra khi các điện tử đủ gần nhau sao cho hàm sóng của chúng phủ nhau, SE không đòi hỏi sự phủ nhau của hàm sóng. Thay vào đó, tương tác này dựa trên nguyên lí nhảy điện tử (sự nhảy ảo - virtual hopping) từ vị trí này đến vị trí khác trong một mạng tinh thể. Đây là một quá trình cơ học lượng tử mà nhờ đó, điện tử có thể chui hầm qua các vùng lân cận riêng biệt và tham gia vào vị trí lân cận đó, và chỉ cho phép chính điện tử đó hoặc điện tử ở vùng lân cận nhảy trở lại vị trí cũ sau một thời gian. Các khả năng có thể xảy ra ở đây bị chi phối bởi sự định hướng tương đối giữa các spin của điện tử. Kết quả là tương tác siêu trao đổi vừa khiến cho các spin của các điện tử lân cận hướng song song hoặc phản song phụ thuộc chính xác vào thành phần của vật liệu.

Mười ngàn giếng thế kép

Mới đây, nhóm nghiên cứu của Immanuel Bloch (Đại học Johannes Guttenberg, Đức) cùng ới các cộng sự ở Đại học Harvard và Đại học Boston (Mỹ) đã quan sát được tương tác siêu trao đổi trong một mạng quang học của các nguyên tử Rubidium siêu lạnh. Nhóm đã đặt chéo một chùm tia laser để tạo ra 10000 giếng thế kép giống nhau, mỗi giếng chứa hai nguyên tử và xắp xếp trên một đường thẳng tạo ra một mạng quang học một chiều (hình vẽ).

Với mô hình mạng được thiết lập sao cho mỗi cặp nguyên tử sẽ có spin hướng theo chiều ngược nhau - tạo ra cấu hình vật liệu phản sắt từ. Sau đó, chùm laser được điều chỉnh để giảm hàng rào thế giữa các cặp nguyên tử, cho phép các điện tử có thể chui hầm giữacác giếng và do đó làm tăng tương tác siêu trao đổi. Và sau đó, sự phản ứng của spin của nguyên tử với sự thay đổi này được ghi nhận. Khi mà họ không thể quan sát từng nguyên tử riêng biệt, họ có thể đo hiệu ứng bằng cách lấy trung bình theo chiều bên trái và bên phải của spin của mỗi giếng kép.

Hình 2. Mô hình về tương tác siêu trao đổi trong hệ nguyên tử siêu lạnh Dao động spin

Nhóm đã quan sát được các spin dao động từ phía sau về phía trước giữa các giếng. Ví dụ, nếu nguyên tử ở bên trái của giếng bắt đầu là spin up, còn giếng bên phải là spin down, thì sau thời gian khoảng 25 ms, giếng bên trái sẽ giữ trạng thái spin down còn bên phải thì trở thành spin up. Nhóm khẳng định rằng quan sát này hoàn toàn phù hợp với những gì được mô tả trong l thuyết về tương tác siêu trao đổi giữa các cặp nguyên tử. Bloch và các cộng sự cũng thay đổi liên kết siêu trao đổi từ phản sắt từ (thực chất trở thành tên gọi là tương tác kép - double exchange) mà có các spin song song với nhau, bằng cách nâng chiều của một giếng kép tương đối so với vị trí khác.

Bloch nói với tạp chíPhysicsworld.comrằng nhóm của ông hi vọng có thể mở rộng kỹ thuật để tạo ra mạng quang học hai chiều để cho phép nghiên cứu ở dải rộng hơn các hệ từ tính phức tạp, kể cả các tương tác phản sắt từ theo một chiều và sắt từ theo một chiều khác. Mạng quang học như thế này cũng có thể sử dụng để nghiên cứu các tính chất của một số vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao, mà được biết là có các tính chất từ liên quan đến tương tác siêu trao đổi. Các vật liệu này chứa các lớp hai chiều chồng lên nhau, và do đó một mạng quang học hai chiều sẽ rất hữu ích để hiểu các tương tác đem lại tính siêu dẫn. Bloch cũng tin rằng có thể tinh chỉnh tương tác siêu trao đổi giữa các nguyên tử trong mạng quang học để tạo ra các phần tử logic cho máy tính lượng tử.

Hình 2. Mô hình về tương tác siêu trao đổi trong hệ nguyên tử siêu lạnh

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.
Thủ tướng mong muốn đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng kiến tạo chuỗi giá trị mới
Phát biểu tại Diễn đàn Kinh tế mùa Thu 2026, Thủ tướng Lê Minh Hưng khẳng định Việt Nam mong muốn các đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng nghiên cứu, phát triển công nghệ, đổi mới sáng tạo và kiến tạo những chuỗi giá trị mới.
Tạo động lực tăng trưởng xanh từ khoa học, công nghệ
Chính phủ Việt Nam nhiều lần khẳng định quan điểm "không đánh đổi môi trường lấy tăng trưởng kinh tế". Trong bối cảnh đó, việc giải quyết hài hòa mối quan hệ giữa yêu cầu tăng trưởng nhanh và bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu thông qua các giải pháp khoa học, công nghệ đang trở thành yêu cầu cấp thiết hiện nay.
Hội nghị Đoàn Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ nhất (khóa IX)
Chiều 28/10, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức Hội nghị Đoàn Chủ tịch lần thứ nhất (khóa IX), nhiệm kỳ 2026 - 2031. Hội nghị tập trung thảo luận, đóng góp ý kiến vào các dự thảo văn bản nền tảng quan trọng, đánh giá kết quả hoạt động từ sau Đại hội IX, đồng thời đề ra nhiệm vụ trọng tâm đến cuối năm 2026.
Hội nghị BCH Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tháng 10/2026: Tập trung lãnh đạo, chỉ đạo triển khai các nhiệm vụ trọng tâm
Sáng 28/10, tại Hà Nội, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ nhằm đánh giá kết quả công tác tháng 10, xác định nhiệm vụ trọng tâm tháng 11/2026 và triển khai một số nội dung quan trọng liên quan đến công tác xây dựng Đảng.