Мы обнаружили один электрон с беспрецедентной скоростью

Теперь мы можем обнаружить отдельные электроны с разрешением на несколько триллионов секунды, и это может оказаться необходимым для создания нового поколения кванта электронные устройстваПолем

Традиционные электронные цепи заполнены многими электронами, но взаимодействия между этими частицами часто снижают их эффективность и эффективность. Можем ли мы управлять отдельными электронами достаточно хорошо, чтобы сделать быстрые и эффективные цепи, которые используют только один электрон за раз? Масайя Катаока В Национальной физической лаборатории (NPL) в Великобритании и его коллегах приблизились на шаг ближе к этой цели, разработав чрезвычайно точный метод обнаружения электронов.

Они вводили два электрона в тонкий кусок полупроводниковый материал Арсенид галлия в двух разных точках. Заряженные частицы двигались друг с другом очень быстро. Когда их пути приблизились, электрическая сила между электронами раздвинула их, сгибая их соответствующие траектории. Исследователи следили за одним из электронов и использовали это отклонение, чтобы обнаружить наличие другого электрона. Они смогли найти его в течение 6 триллионов от секунды взаимодействия, примерно в 100 раз быстрее, чем предыдущие обнаружения электронов.

«Наш эксперимент можно рассматривать как самый маленький датчик в мире – электрон – обнаружив самый маленький объект в мире – электрон», – говорит Катаока.

Член команды Джон Флетчертакже в NPL говорит, что взаимодействие между электронами может быть закончено через несколько триллионов секунды. Теперь, когда они могут получить доступ к этому времени, исследователи могут начать отвечать на вопросы о том, что два электрона делают в устройстве – и использовать эти знания для разработки новых типов электроники.

Vyacheslavs Kashcheyevs В Университете Латвии говорится, что эта работа может стать важной вехой в разработке нового поколения электроники на основе одиночных быстрых электронов. Примечательно, что один электрон является принципиально квантовой частицей. Это означает, что будущие устройства могут непосредственно использовать свои квантовые свойства, как те, которые уже используются в квантовые вычисления и коммуникацияговорит он.

Исследователи считают, что устройства, основанные на одном электроне, могут выполнять некоторые из тех же задач, что и квантовые устройства на основе одной частицы света, а также намного меньше. Такие электронные устройства могут быть даже интегрированы в чипы для простоты использования, говорит Кристиан Флиндт в университете Аалто в Финляндии. Он говорит, что такая схема обнаружения будет необходимым строительным блоком для всех этих потенциальных приложений.

Результаты могут также способствовать нашему пониманию электрических токов, говорит Рольф Хауг в Университете Лейбниза Ганновер в Германии. А Стандарт, который мы используем сейчас По его словам, для определения единицы электрического тока может быть улучшено, совершенствовав «электронные насосы», которые команда использовала для введения электронов в их эксперимент.