Một nền tảng lập trình mới giải mã sự quay chọn lọc của các electron

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Pittsburgh đã phát triển một nền tảng lập trình mới mô phỏng các điều kiện cơ bản của hiệu ứng chọn lọc spin do đối xứng xoắn (CISS), một hiện tượng lượng tử trong đó các electron thể hiện sự vận chuyển phụ thuộc vào spin khi đi qua các phân tử xoắn (chiral). Hiệu ứng này, được phát hiện lần đầu vào cuối những năm 1990, đã được quan sát trong các hệ sinh học như quang hợp và hô hấp tế bào nhưng vẫn chưa được hiểu rõ do sự phức tạp và biến đổi của các phân tử sinh học thực tế. Hệ thống nhân tạo mới sử dụng một vật liệu lớp gồm lanthanum aluminate và strontium titanate, trên đó các nhà nghiên cứu "vẽ" các đường dẫn electron xoắn ốc bằng một đầu dò vi mô điều chỉnh điện áp đồng bộ với chuyển động của nó, tạo ra các dẫn sóng xoắn phá vỡ đối xứng gương. Nền tảng kỹ thuật này cho phép kiểm soát chính xác hình học và các tham số của các kênh xoắn, giúp nghiên cứu có hệ thống các hiện tượng vận chuyển lượng tử phụ thuộc spin. Các thí nghiệm đã tiết lộ các mẫu dẫn điện bất thường và hành vi ghép cặp electron phù hợp với các mô hình lý thuyết trong đó hình học xoắn tạo ra sự liên kết spin-quỹ đạo.