ปรากฏการณ์ Kondo: แนวโน้มการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีควอนตัม

งานวิจัยเกี่ยวกับปรากฏการณ์คนโดะไม่เพียงแต่มีคุณค่าพื้นฐานในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังเปิดโอกาสสำหรับการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในสาขาเทคโนโลยีควอนตัมอีกด้วย นี่เป็นการแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของวิทยาศาสตร์พื้นฐานอย่างชัดเจน และในขณะเดียวกันก็เป็นการยกย่องผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวเวียดนาม

แผนผังวงจรคอนโดแบบชาร์จสามช่องในบทความเรื่อง “การนำความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกในวงจรคอนโดแบบชาร์จสามช่อง” ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters ในปี 2020 (Physical Review Letters 125, 026801 (2020)) (ภาพ: TL)

ปรากฏการณ์คนโดเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แปลกประหลาดซึ่งพบในโลหะที่เจือด้วยอะตอมแม่เหล็ก แตกต่างจากพฤติกรรมปกติของโลหะบริสุทธิ์ที่ค่าความต้านทานไฟฟ้าจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง ในระบบที่มีสิ่งเจือปนแม่เหล็ก ค่าความต้านทานไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง

สาเหตุของปรากฏการณ์นี้เกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กระหว่างสปินของอิเล็กตรอนตัวนำและสปินของศูนย์เจือปน แม้ว่าปรากฏการณ์นี้จะถูกค้นพบในเชิงทดลองตั้งแต่ปี พ.ศ. 2477 แต่จนกระทั่งปี พ.ศ. 2507 จุน คอนโด นักฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่น จึงได้ให้คำอธิบายเชิงทฤษฎีที่น่าเชื่อถือสำหรับปรากฏการณ์ดังกล่าว ซึ่งต่อมาได้ตั้งชื่อปรากฏการณ์นี้ตามเขา

ปรากฏการณ์คอนโดะของประจุไฟฟ้าถูกเสนอขึ้นครั้งแรกในแบบจำลองเชิงทฤษฎีโดยเฟลนส์เบิร์ก มัตวีฟ และฟุรุซากิ ในช่วงปี พ.ศ. 2536-2538 ในประเทศเวียดนาม การวิจัยเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ดำเนินการโดย ดร. เหงียน ถิ คิม ถั่นห์ จากสถาบันฟิสิกส์ (สถาบัน วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเวียดนาม) ร่วมกับศาสตราจารย์มิคาอิล คิเซเลฟ จากศูนย์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีนานาชาติอับดุส ซาลาม

ความก้าวหน้าทางการทดลองครั้งสำคัญเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2558 เมื่อกลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์เฟรเดริก ปิแอร์ แห่งมหาวิทยาลัยปารีส-ซาเคลย์ ประสบความสำเร็จในการยืนยันการทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์คอนโดประจุ ความสำเร็จนี้ไม่เพียงแต่เสริมสร้างพื้นฐานทางทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังเปิดทางไปสู่การศึกษารูปแบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น เช่น ปรากฏการณ์คอนโดแบบหลายช่องสัญญาณ ซึ่งองศาความอิสระเชิงปริมาณ (สปินหรือประจุ) เชื่อมโยงกับอิเล็กโทรดอิสระหลายตัวในเวลาเดียวกัน

ในปี พ.ศ. 2560 ณ การประชุมนานาชาติ “นาโนฟิสิกส์: จากพื้นฐานสู่การประยุกต์ใช้ - การกลับมา” ที่เมืองกวีเญิน ประเทศเวียดนาม ดร.เหงียน ถิ กิม ถั่น ได้มีโอกาสพบปะและพูดคุยโดยตรงกับศาสตราจารย์เฟรเดริก ปิแอร์ ผู้นำเสนอผลการวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับปรากฏการณ์คอนโดะประจุสามช่อง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนอย่างยิ่งในฟิสิกส์สถานะของแข็ง ในขณะนั้น แบบจำลองเชิงทฤษฎีสำหรับกรณีศึกษาแบบสองช่องได้รับการตีพิมพ์แล้ว และดร. กิม ถั่น ได้แสดงความสนใจเป็นพิเศษในการพัฒนาแบบจำลองเชิงทฤษฎีสำหรับกรณีศึกษาแบบสามช่อง

ความร่วมมือด้านการวิจัยได้เกิดขึ้นเป็นรูปธรรมในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์เรื่อง “การนำไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกในวงจรคอนโดแบบสามช่องสัญญาณ” ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters (ฉบับที่ 125 หน้า 026801 ปี 2020) บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของหัวข้อวิจัย “การนำไฟฟ้าอิเล็กตรอนที่ไม่สมดุลผ่านระบบควอนตัมดอทในระบบคอนโด” (รหัส 103.01-2020.05) ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธินาฟอสเต็ด เพื่อส่งเสริมความเข้าใจเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าควอนตัมและผลกระทบของสหสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งในระบบระดับนาโน

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า ปรากฏการณ์คอนโดมีความสำคัญอย่างยิ่งในงานวิจัยฟิสิกส์ ปรากฏการณ์คอนโดเป็นที่สนใจมาโดยตลอด เพราะเป็นหลักฐานสำคัญในการศึกษาสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุหลายชนิดที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนสูงเป็นพิเศษ นอกจากนี้ การศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับปัญหาคอนโดยังยืนยันและพัฒนาวิธีการวิจัยที่สำคัญในการแก้ปัญหาอนุภาคหลายอนุภาคอื่นๆ

งานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่มีคุณค่าพื้นฐานในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเท่านั้น แต่ยังเปิดโอกาสสำหรับการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในสาขาเทคโนโลยีควอนตัมอีกด้วย งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของวิทยาศาสตร์พื้นฐานอย่างชัดเจน และในขณะเดียวกันก็ยกย่องผลงานอันโดดเด่นของนักวิทยาศาสตร์ชาวเวียดนามในสาขาฟิสิกส์สมัยใหม่

รัฐมนตรี ว่าการกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้มอบรางวัลตากวางบูว (รางวัลหลัก) ประจำปี 2567 ให้แก่ ดร.เหงียน ถิ กิม ถั่น สถาบันฟิสิกส์ – สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเวียดนาม ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของผลงานทางวิทยาศาสตร์อันยอดเยี่ยม TKT Nguyen และ MN Kiselev, 2020. การขนส่งเทอร์โมอิเล็กทริกในวงจรคอนโดแบบสามช่องสัญญาณ วารสาร Physical Review Letters, 125, 026801

บิช เลียน

ที่มา: https://nhandan.vn/hieu-ung-kondo-trien-vong-ung-dung-cho-cong-nghe-luong-tu-post925883.html