Illustration eines Halbleiter-Quantenpunkts aus Indiumarsenid/Galliumarsenid (Indium, Gallium, Arsen in gelb, blau und lila). Zwei entferne Kernspins (gelbe Pfeile) sind durch den Spin eines Elektrons miteinander gekoppelt, das um die Atome im roten Bereich kreist. (Bild: Universität Basel, Departement Physik)
Forschende der Universität Basel haben erstmals die Kernspins von weit entfernten Atomen mithilfe eines einzelnen Elektrons zur Kopplung gebracht. An dem sehr komplexen Experiment waren gleich drei Forschungsgruppen des Departements Physik beteiligt. Die Fachzeitschrift «Nature Nanotechnology» hat die Resultate veröffentlicht. Bei den meisten Materialien beeinflussen sich die Kernspins von benachbarten Atomen nur sehr schwach, da die winzigen Kerne tief im Innern der Atome liegen. Anders sieht es bei Metallen aus, die frei bewegliche Elektronen aufweisen. Die Elektronenspins sind in der Lage, weit auseinanderliegende Kernspins miteinander zu koppeln. Diese nach vier Physikern benannte RKKY-Wechselwirkung wurde bereits in den 50er Jahren entdeckt.
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