Las figuras demuestran la interferencia IX (arriba), patrones de polarización (centro) y coherencia (abajo). Crédito:Gráficos proporcionados por el Grupo Butov.
En la actualidad, Las herramientas de procesamiento de información, como las computadoras y los teléfonos celulares, dependen de la carga de electrones para funcionar. Un equipo de físicos de UC San Diego, sin embargo, busca sistemas alternativos de rapidez, procesamiento de señales con mayor eficiencia energética. Lo hacen usando "excitones, "cuasipartículas eléctricamente neutras que existen en aisladores, semiconductores y en algunos líquidos. Y su último estudio de la dinámica de espín excitónico muestra una promesa funcional para nuestros dispositivos futuros.
En su investigación, El profesor Leonid Butov y su reciente doctorado en física. graduado Jason Leonard, excitones indirectos aplicados (IX), cuasipartículas especialmente diseñadas en una estructura semiconductora en capas, en forma de condensado de Bose-Einstein. Con este condensado de IXs, los científicos descubrieron que la coherencia de espín de los IX se conservaba cuando viajaban a larga distancia, resultando esperanzadores para un procesamiento de señales más eficiente desde el punto de vista energético en el futuro. Los resultados del estudio también presentaron una forma de lograr coherencia de espín de largo alcance, necesaria para circuitos eficientes y rápidos que utilizan transferencia de espín. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en Comunicaciones de la naturaleza .
"Medimos la fase de excitón adquirida debido a la precesión de espín coherente y observamos transporte de espín coherente de largo alcance en el condensado IX, ", explicó Butov." El transporte de espín de largo alcance se puede explorar para el desarrollo de un nuevo procesamiento de señales basado en espines ".
Usando un refrigerador de dilución óptica especialmente diseñado a una temperatura muy baja (0.1 Kelvin o 459.50 F bajo cero), Butov y su equipo transformaron el gas IX en un condensado a la temperatura gélida para lograr una coherencia de giro en el rango de 10 micrómetros, una gama propicia para el desarrollo de dispositivos de alto funcionamiento que exploran la transferencia de espín.
Refrigerador de dilución óptica para experimentos a baja temperatura en UC San Diego. Crédito:Michelle Fredricks
"Comenzamos el proyecto tratando de explicar un cambio de fase cuántica y terminamos con una observación práctica del transporte de espín, "señaló Leonard.
Si bien este experimento demostró una de las capacidades de la coherencia de espín IX a temperaturas criogénicas, El estudio anterior de Butov mostró que los IX pueden existir en semiconductores a temperatura ambiente, un paso importante hacia la aplicación práctica.
