För närvarande, informationsbehandlingsverktyg som datorer och mobiltelefoner är beroende av elektronladdning för att fungera. Ett team av fysiker från UC San Diego, dock, söker alternativa system för snabbare, mer energieffektiv signalbehandling. De gör detta med hjälp av "excitons, "elektriskt neutrala kvasipartiklar som finns i isolatorer, halvledare och i vissa vätskor. Och deras senaste studie av excitonisk spindynamik visar funktionellt löfte för våra framtida enheter.

I sin forskning, Professor Leonid Butov och den senaste fysik Ph.D. examen Jason Leonard, tillämpade indirekta excitoner (IX)-specialdesignade kvasipartiklar i en skiktad halvledarstruktur-i kondensatform av Bose-Einstein. Med detta kondensat av IX, forskarna upptäckte att IX:arnas spinkoherens bevarades när de reste över långa avstånd, visar sig hoppas på mer energieffektiv signalbehandling i framtiden. Studiens resultat presenterade också ett sätt att åstadkomma långdistans-centrifugering-nödvändigt för effektiva och snabba kretsar med hjälp av centrifugering. Deras resultat publicerades nyligen i Naturkommunikation .

"Vi mätte excitonfasen som förvärvades på grund av koherent centrifugering och observerade koherent spinntransport på långt håll i IX-kondensat, "förklarade Butov." Långdistans-spinntransport kan utforskas för utveckling av ny signalbehandling baserad på snurr. "

Med hjälp av ett specialtillverkat kylskåp med optisk utspädning inställd på en mycket låg temperatur - 0,1 Kelvin eller 459,50 F under noll - omvandlade Butov och hans team IX-gasen till ett kondensat av den kyliga temperaturen för att uppnå spinkoherens i intervallet 10 mikrometer, ett sortiment som bidrar till utvecklingen av högfungerande enheter som utforskar spinnöverföring.

"Vi startade projektet med att försöka förklara ett kvantfasskifte och slutade med en praktisk observation av spinntransport, "noterade Leonard.

Även om detta experiment visade en av kapaciteterna hos IX spin koherens vid kryogena temperaturer, Butovs tidigare studie visade att IX kan existera i halvledare vid rumstemperatur - ett viktigt steg mot praktisk tillämpning.