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Vinculación entre el espín de
un electrón y su órbita
La investigación ha sido
realizada por Paul McEuen y
Daniel Ralph, profesores de
física en la Universidad de
Cornell, y los antiguos
investigadores de esa
universidad, Shahal Ilani, ahora
en el Instituto Weizmann de
Ciencia, en Israel, y Ferdinand
Kuemmeth, ahora en la
Universidad de Harvard.
Los nanotubos de carbono son
diminutos cilindros cuyas
paredes están formadas por
átomos de carbono. En lugar de
orbitar a átomos individuales,
los electrones libres en un
nanotubo orbitan alrededor de su
circunferencia. Entretanto, el
electrón que describe ese
círculo puede tener su espín
orientado en dos posibles
direcciones.
Para probar esto, los
investigadores crearon un
dispositivo diminuto en el que
un nanotubo de carbono de
aproximadamente 5 nanómetros de
diámetro y 500 de largo estaba
montado entre dos electrodos
sobre una estructura de silicio,
lo que permite la aplicación de
cargas eléctricas variables al
tubo. El diseño del dispositivo
hizo posible crear puntos
cuánticos que contienen un
pequeño número de electrones,
que puede ser de hasta de un
solo electrón.
Aplicando un campo magnético a
lo largo del eje del tubo y
midiendo el flujo de corriente a
través del mismo, los
investigadores pudieron
determinar los niveles de
energía de los electrones en las
cuatro posibles combinaciones de
espín y órbita (con el espín
hacia "arriba" o hacia "abajo" y
la órbita en el sentido de las
agujas del reloj o en el sentido
contrario) y encontraron que
cambiando la dirección de la
órbita cambiaba la energía. La
órbita del electrón afecta su
espín y viceversa.
Esto no impide utilizar los
nanotubos en la computación
cuántica, pero define nuevas
reglas de diseño. También es
interesante desde el punto de
vista de la física fundamental,
porque es la topología
cilíndrica única de los
nanotubos lo que permite que los
electrones tengan órbitas bien
definidas y por consiguiente
registren este acoplamiento.
El mismo experimento se realizó
con los "huecos", o sea lugares
donde falta un electrón, creando
el equivalente de una carga
positiva que se mueve alrededor
del tubo.
http://www.solociencia.com/fisica/08051404.htm
Gentileza:
www.solociencia.com
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