大阪市立大学,大阪大学,東京大学らは共同研究において,微細加工技術を用いて作製された人工原子を用いて,カーボンナノチューブの構造を利用した異なる2種類の近藤状態を作りだし,世界最高水準の電流雑音測定によって,近藤状態の種類と量子ゆらぎの関係を解明した(ニュースリリース)。
近藤効果とは,1つの電子のスピンの周りに沢山の電子が集まり,一体となって新しい状態(近藤状態)を形成する現象。代表的な量子多体現象であり,電子のスピンの向きがゆらぐこと(量子ゆらぎ)が本質的な要因となっている。
また,人工原子に閉じ込められた電子が,スピンだけでなく,運動方向などの自由度も持っているときには,より多彩な近藤状態が生じることが知られている。
研究では,近藤状態の種類に応じて,その量子ゆらぎの大きさが異なることを世界で初めて実証した。近藤効果と量子ゆらぎは,ともに物理学の中心的な課題だが,この成果は,量子多体現象のより深い理解と量子ゆらぎの制御につながるものであり,物質の新機能開拓など,今後の物質科学の発展に貢献していくものだとしている。