Orientare il modo controllato lo spin di un fascio di elettroni, polarizzarlo. È una sfida della fisica quantistica che i ricercatori di due istituti del Consiglio nazionale delle ricerche – Istituto nanoscienze (Cnr-Nano) e Spin – e dell’Università Federico II di Napoli sono riusciti a vincere. Lo studio che descrive i risultati del lavoro italiano è stato pubblicato su Physical Review Letters.
Il metodo messo a punto dai ricercatori, la cui validità è stata dimostrata con simulazioni al calcolatore, si basa sull’uso di lenti magnetiche, un complesso sistema di campi elettrici e magnetici. “I calcoli indicano che al centro del fascio si producono effetti di interferenza tali da allineare l’orientazione dello spin elettronico in modo controllato”, spiega Vincenzo Grillo del Cnr-Nano. “Non esisteva finora un processo che permettesse di ‘domare’ spin inizialmente distribuiti in maniera casuale”.
Diversi i campi di applicazione futuri, dalle memorie magnetiche allo sviluppo di nuovi e più potenti i microscopi elettronici.
Riferimenti: Ebrahim Karimi, Lorenzo Marrucci, Vincenzo Grillo, Enrico Santamato – Spin-to-Orbital Angular Momentum Conversion and Spin-Polarization Filtering in Electron Beams; DOI:10.1103/PhysRevLett.108.044801
In teoria è possibile utilizzando lenti magnetiche messe in successione poligonale realizzare un modello di concentratore rotazionale di fasci di elettroni utilizzando il concetto di concentrazione di Kerr- Il modello da me graficamente realizzato, dimostra come può avvenire la rotazione del fascio di elettroni, la loro concentrazione e di conseguenza l’orientamento dello spin- Con questo modello si può realizzare anche la concentrazione ulteriore di un fascio laser