Attualmente, strumenti di elaborazione delle informazioni come computer e telefoni cellulari si basano sulla carica di elettroni per funzionare. Un team di fisici dell'UC San Diego, però, cerca sistemi alternativi di velocità, elaborazione del segnale più efficiente dal punto di vista energetico. Lo fanno usando "eccitoni, "quasiparticelle elettricamente neutre che esistono negli isolanti, semiconduttori e in alcuni liquidi. E il loro ultimo studio sulla dinamica di spin eccitonico mostra una promessa funzionale per i nostri dispositivi futuri.

Nella loro ricerca, Il professor Leonid Butov e il recente dottorato in fisica. laureato Jason Leonard, eccitoni indiretti applicati (IX), quasiparticelle appositamente progettate in una struttura a semiconduttore a strati, sotto forma di condensato di Bose-Einstein. Con questo condensato di IX, gli scienziati hanno scoperto che la coerenza di spin degli IX si conservava quando viaggiavano su lunghe distanze, dimostrando speranza per un'elaborazione del segnale più efficiente dal punto di vista energetico in futuro. I risultati dello studio hanno anche presentato un modo per ottenere la coerenza di spin a lungo raggio, necessaria per circuiti efficienti e veloci che utilizzano il trasferimento di spin. I loro risultati sono stati pubblicati di recente in Comunicazioni sulla natura .

"Abbiamo misurato la fase dell'eccitone acquisita a causa della precessione di spin coerente e abbiamo osservato il trasporto di spin coerente a lungo raggio nel condensato IX, " ha spiegato Butov. "Il trasporto di spin a lungo raggio può essere esplorato per lo sviluppo di una nuova elaborazione del segnale basata sugli spin".

Usando un frigorifero a diluizione ottica appositamente predisposto, impostato a una temperatura molto bassa, 0,1 Kelvin o 459,50 F sotto lo zero, Butov e il suo team hanno trasformato il gas IX in un condensato dalla temperatura gelida per ottenere una coerenza di rotazione nell'intervallo di 10 micrometri, una gamma favorevole allo sviluppo di dispositivi ad alto funzionamento che esplorano il trasferimento di spin.

"Abbiamo iniziato il progetto cercando di spiegare uno sfasamento quantistico e siamo finiti con un'osservazione pratica del trasporto di spin, " ha osservato Leonardo.

Mentre questo esperimento ha dimostrato una delle capacità della coerenza di spin IX a temperature criogeniche, Il precedente studio di Butov ha mostrato che gli IX possono esistere nei semiconduttori a temperatura ambiente, un passo importante verso l'applicazione pratica.