Spin mới trong vật lý lượng tử: siêu dòng “tam spin”

Theo giải thích trong tạp chí Nature, hệ thống thí nghiệm của nhóm nghiên cứu đã biến đổi spin, hoặc sự quay, của cặp electron theo cách thức chúng tồn tại trong 3 trạng thái lượng tử bên trong nam châm mới. Ở đó có “Spin cao” và “Spin thấp” tiêu chuẩn – liên quan đến mômen góc của electron – tuy nhiên, còn có trạng thái trung bình nữa. Nói một cách hình ảnh là một hành tinh được cho là quay theo 2 cách: với cực bắc quay xuống dưới, hoặc quay lên trên. Tuy nhiên, hiện nay, người ta nhận thấy hành tinh này có thể được làm cho quay sang bên cạnh, với cực bắc chỉ một góc 90 ^o.

Trong khi về mặt lý thuyết, có thể dự đoán một sự chuyển đổi “tam spin” như vậy trong nam châm sắt từ, Nhóm nghiên cứu đã đưa ra bằng chứng thí nghiệm đầu tiên về hiện tượng này. Nhóm nghiên cứu cũng cho thấy dòng này đi được một khoảng cách tương đối dài. Trong các thí nghiệm trước đây, dòng đi qua một nam châm sắt từ kẹp giữa các chất siêu dẫn cách nhau khoảng 1 nano mét. Trong hệ thống mới, khoảng cách giữa các chất siêu dẫn là 300 nano mét.

Namchâm điện từ mới thể thể giúp tạo ra các công nghệ trong lĩnh vực mới “spintronics” (thiết bị điện tử dựa trên cơ sở spin). Trong khi các thiết bị điện tử thông thường khai thác điện tích của eletron để dẫn dòng điện, các thiết bị spin điện tử sử dụng spin cũng như điện tích. Triển vọng là khả năng lưu trữ và xử lý của các bộ nhớ máy tính sẽ nhanh hơn, rẻ hơn, bộ nhớ sẽ nhỏ hơn.

Hiện nay công nghệ spin điện tử đang được áp dụng ở ổ cứng của máy tính. Một phiên bản từ tính của bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên và transito trên cơ sở spin đang được phát triển. Vậy là sẽ có các máy tính lượng tử, có thể thực hiện tính toán siêu nhanh.

Nguồn: Sciencedaily; vista6/6/2006