Ricercatori semplificano il passaggio per l’elettronica quantistica

Ricercatori semplificano la transizione verso l'elettronica quantistica

Un parente quantistico dell’effetto Hall potrebbe aprire la porta a elettronica a basso consumo energetico, sensori migliori e computer quantistici più potenti. I ricercatori ora hanno superato una barriera chiave per la sua applicazione pratica controllando il fenomeno in modo elettrico, anziché magnetico, per la prima volta.

L’effetto Hall, scoperto dal fisico Edwin Herbert Hall nel 1879, descrive un fenomeno in cui l’applicazione di un campo magnetico perpendicolare a un conduttore crea una tensione che scorre lateralmente attraverso il materiale. L’effetto ha numerose applicazioni, compresa la rilevazione e la propulsione di navette spaziali.

Nel 1980, i ricercatori hanno scoperto una versione quantistica dell’effetto Hall che si verifica in certi materiali a temperature molto basse. Quando viene applicato un forte campo magnetico, l’interno del campione diventa un isolante, ma una corrente elettrica continua a fluire attorno ai suoi bordi. Crucialmente, quando ciò accade, la resistenza lungo la lunghezza del materiale scende a zero e gli elettroni si muovono attorno ai bordi senza perdere energia, ottenendo un effetto simile a quello di un superconduttore.

Trovare modi per sfruttare queste “correnti di bordo chirali” prive di dissipazione, come sono conosciute, potrebbe avere applicazioni estese nella metrologia quantistica, nella spintronica e nella computazione quantistica topologica. L’idea è stata rafforzata dalla scoperta che sottili strati di materiali magnetici mostrano un comportamento simile senza la necessità di un forte campo magnetico esterno, qualcosa noto come effetto Hall anomalo quantistico (QAH), il che rende molto più pratico costruire dispositivi elettronici che sfruttano il fenomeno.

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