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El trabajo de un investigador de la Universidad de Sevilla co-protagoniza uno de los viewpoints (puntos de vista) que destaca el último número de la revista Physics de la American Physical Society (APS). El estudia analiza la manipulación controlada de fases geométricas de espines (momentos de rotación de una partícula), lo que puede ayudar a mejorar el diseño de nanocircuitos.
La revista Physical Review Letters ha publicado un artículo con resultados experimentales de un grupo de investigación japonés, dirigido por el profesor J. Nitta (Universidad de Tohoku), que estudia y confirma las predicciones teóricas realizadas por Diego Frustaglia, investigador de la Universidad de Sevilla, en colaboración con Klaus Richter de la Universität Regensburg (Alemania), y en las que vienen trabajando desde hace más de una década.
El trabajo trata de la manipulación controlada de fases geométricas en electrónica cuántica de espines (momentos intrínsecos de rotación de una partícula), con posibles aplicaciones en el diseño de nanocircuitos para el procesamiento de información. La importancia de estos resultados ha merecido el Viewpoint del 21 de febrero de la revista Physics de la APS, que recoger lo más destacado en las publicaciones de Physical Review .
Frustaglia, del Departamento de Física Aplicada II, explica que con este experimento se corroboran definitivamente las hipótesis que ya barajaban junto a Richter en su artículo teórico de 2004 sobre el comportamiento de los espines electrónicos en presencia de texturas magnéticas. Además, por primera vez se realiza un estudio pormenorizado y preciso del desarrollo de fases geométricas electrónicas que “se habían observado parcialmente en el pasado, pero que entonces no se sabían aislar ni interpretar con claridad”.
De este modo, estos experimentos han demostrado que las fases topológicas de los espines electrónicos son muy estables. Esta característica es relevante para el diseño de nuevos dispositivos cuánticos como, por ejemplo, los transistores basados en la interferencia de espines y su aplicación en información cuántica de estado sólido, afirma el investigador.
Por otra parte, estos resultados podrían representar un avance en el diseño de los denominados aislantes topológicos: mediante la manipulación de la fase geométrica se podría producir este tipo de materiales que cuentan con un estrato de electrones protegido de su entorno.
Con esta publicación la comunidad científica internacional reconoce las predicciones teóricas en las que este grupo de investigación lleva trabajando desde hace más de una década.
Referencia bibliográfica:
Fumiya Nagasawa, Jun Takagi, Yoji Kunihashi, Makoto Kohda, Junsaku Nitta. "Experimental Demonstration of Spin Geometric Phase: Radius Dependence of Time-Reversal Aharonov-Casher Oscillations". Phys. Rev. Lett. 108 (8), 21 de febrero de 2012. Doi: 10.1103/Physics.5.22.
Investigadores de cuatro universidades españolas han demostrado que los procesos de enfriamiento y calentamiento no siempre siguen el sentido común: en dos sistemas idénticos se puede llegar a enfriar antes el más caliente, e incluso hacer que se enfríe más rápido con un golpe de calor. Entre los posibles campos de aplicación del hallazgo figura la computación cuántica.
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