物理学家通过在超导体上的人造原子中将电子配对,不雅观察到了 50 多年前理论上的量子态,创造了超导的基本版本。这一创造展示了成对电子(玻色子)的行为,它们与单电子不同,可以共存于同一空间。这项工为难刁难于推动人们理解纳米级构造中的超导性及其在当代量子打算机中的潜在运器具有主要意义。
电子行为与超导性
电子常日因其负电荷而相互排斥。这种排斥征象在影响许多材料特性方面发挥着重要浸染,电阻便是个中之一。然而,如果电子被\"大众粘\"大众在一起,成为玻色子对,情形就会发生巨大变革。与相互排斥的伶仃电子不同,玻色子对可以共存于同一空间,并实行相同的运动。

由银(小丘)逐原子构建的一些构造的三维视图。图片左上角为一个矩形和一个圆形电子笼。图片来源:卢卡斯-施耐德
含有这些电子对的材料最引人入胜的特性之一便是超导性--能够让电流毫无阻力地通过。多年来,超导性已被广泛运用于各种技能领域,如磁共振成像和高灵敏度磁场探测器。随着电子设备的不断微型化,人们越来越有兴趣理解如何在更小的纳米级构造中实现超导。
人造原子中的电子配对
物理系和\"大众CUI: 汉堡大学\"大众高等物质成像\"大众研究小组的研究职员现在已经实现了一种名为量子点的人造原子中的电子配对,量子点是纳米构造电子设备的最小构件。为此,纳米构造和固体物理研究所的 Jens Wiebe 博士领导的实验职员将电子逐个锁入用银制成的眇小笼子中。
通过将锁定的电子与元素超导体耦合,电子继续了超导体的配对趋势。研究职员与由 Thore Posske 博士领导的理论物理学家小组一起,将实验特色--极低能量下的光谱峰值--与町田和重(Kazushige Machida)和柴田文明(Fumiaki Shibata)在上世纪 70 年代初预测的量子态联系起来。
虽然这种状态至今仍无法通过实验方法直接探测到,但荷兰和丹麦团队的最新研究表明,它有利于抑制跨蒙量子比特(当代量子打算机的主要组成部分)中不必要的噪声。
町田和茂在一封私人电子邮件中写道,他的第一作者是卢卡斯-施耐德(Lucas Schneider)博士:\"大众我感谢你在半个世纪前\"大众创造\"大众了我的旧论文。长期以来,我一贯认为过渡金属非磁性杂质会产生隙内态,但它的位置非常靠近超导隙边,因此无法证明它的存在。但通过你们奥妙的方法,终于用实验验证了它的真实性。\"大众