Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

UCSB physicists make strides in understanding quantum entanglement

17.12.2012
While some theoretical physicists make predictions about astrophysics and the behavior of stars and galaxies, others work in the realm of the very small, which includes quantum physics. Such is the case at UC Santa Barbara, where theoretical physicists at the Kavli Institute for Theoretical Physics (KITP) cover the range of questions in physics.

Recently, theoretical physicists at KITP have made important strides in studying a concept in quantum physics called quantum entanglement, in which electron spins are entangled with each other. Using computers to calculate the extreme version of quantum entanglement –– how the spin of every electron in certain electronic materials could be entangled with another electron's spin –– the research team found a way to predict this characteristic. Future applications of the research are expected to benefit fields such as information technology.

"Quantum entanglement is a strange and non-intuitive aspect of the quantum theory of matter, which has puzzled and intrigued physicists since the earliest days of the quantum theory," said Leon Balents, senior author of a recent paper on this topic published in the journal Nature Physics. Balents is a professor of physics and a permanent member of KITP.

Quantum entanglement represents the extent to which measurement of one part of a system affects the state of another; for example, measurement of one electron influences the state of another that may be far away, explained Balents. In recent years, scientists have realized that entanglement of electrons is present in varying degrees in solid materials. Taking this notion to the extreme is the "quantum spin liquid," a state of matter in which every electron spin is entangled with another.

Balents said that quantum spin liquids are being sought in experiments on natural and artificial minerals. A key question posed by physicists is how to calculate theoretically which materials are quantum spin liquids. "In our paper, we provide an answer to this question, showing that a precise quantitative measure of 'long-range' entanglement can be calculated for realistic models of electronic materials," said Balents.

"Our results provide a smoking gun signature of this special type of entanglement that determines whether or not a given material is a quantum spin liquid," explained Balents. The results prove that an emblematic example of this type of problem –– material with electron spins residing on the "kagome lattice" –– is indeed a quantum spin liquid, according to Balents. The kagome lattice is a pattern of electron spins named after a type of Japanese fishing basket that this arrangement of spins resembles.

"We expect the technique we developed to have broad applications in the search for these unique quantum states, which in the future may have remarkable applications in information technologies," said Balents.

Hong-Chen Jiang, postdoctoral fellow with KITP, and Zhenghan Wang, a researcher with Microsoft Station Q at UCSB, are co-authors of the paper.

Gail Gallessich | EurekAlert!
Further information:
http://www.ucsb.edu

More articles from Physics and Astronomy:

nachricht Tiniest Particles Shrink Before Exploding When Hit With SLAC's X-ray Laser
05.02.2016 | Tohoku University

nachricht Scientists create new state of matter: Quantum gas, liquid and crystal all-in-one
02.02.2016 | Universität Stuttgart

All articles from Physics and Astronomy >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultraschnelle Bildgebung fürs Gehirn soll noch präziser werden

1,5 Millionen Euro für die Weiterentwicklung der Magnetresonanztomografie an Prof. Dr. Jürgen Hennig / Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) / Medizinische Relevanz: Direktes Beobachten schneller Veränderungen in Anatomie und Aktivität des Gehirns, etwa nach einem Schlaganfall / Bereits heute nicht-invasive Ortung von Epilepsieherden im Gehirn möglich

Bildgebende Verfahren für das Gehirn sind entweder schnell oder detailliert. Wie diese Faktoren bei der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT)...

Im Focus: From allergens to anodes: Pollen derived battery electrodes

Pollens, the bane of allergy sufferers, could represent a boon for battery makers: Recent research has suggested their potential use as anodes in lithium-ion batteries.

"Our findings have demonstrated that renewable pollens could produce carbon architectures for anode applications in energy storage devices," said Vilas Pol, an...

Im Focus: Automatisiertes Fahren: Lenken ohne Grenzen

Projekt OmniSteer startet mit 3,4 Millionen Euro Budget, um urbane Manövrierfähigkeit von Autos zu steigern

Autos steigern die Mobilität ihrer Nutzer. In engen Innenstädten jedoch stoßen sie an die Grenzen der eigenen Manövrierfähigkeit. Etwa für Vielparker wie...

Im Focus: Automated driving: Steering without limits

OmniSteer project to increase automobiles’ urban maneuverability begins with a € 3.4 million budget

Automobiles increase the mobility of their users. However, their maneuverability is pushed to the limit by cramped inner city conditions. Those who need to...

Im Focus: Embedded World: Fraunhofer ESK zeigt Entwicklung eines ausfallsicheren Bordnetzes für die Autos der Zukunft

Hochautomatisiertes Fahren setzt voraus, dass Fahrzeuge Fehler selbstständig beheben können, bis der Fahrer in der Lage ist, selbst einzugreifen. Dazu muss im Bordnetz des Autos die Ausfallsicherheit kritischer Funktionen garantiert sein. Das Fraunhofer ESK zeigt auf der Embedded World in Nürnberg (23. bis 25. Februar), wie das mit Erweiterungen des aktuellen AUTOSAR-Standards umzusetzen ist. Hierfür stellen die ESK-Forscher auch eine Werkzeugkette vor, mit der solche Bordnetze entwickelt werden können (Halle 4 / Stand 460).

Fällt in einem hochautomatisierten Fahrzeug eine Steuerungseinheit aus, muss das Fahrzeug selbstständig reagieren, bis der Fahrer eingreifen und das Fahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

TAILORED JOINING – Fügetechnische Kompetenz versammelt sich in Dresden

08.02.2016 | Veranstaltungen

25 Jahre tropische Meeresforschung in Bremen: das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie

05.02.2016 | Veranstaltungen

Programmieren lernen leicht gemacht - GFOS lädt zum GFOS Java Summercamp

04.02.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Den intelligenten Kameras entgeht nichts!

08.02.2016 | Messenachrichten

Ultraschnelle Bildgebung fürs Gehirn soll noch präziser werden

08.02.2016 | Medizintechnik

Exaktere Analyse der Zellreaktionen auf Stress

08.02.2016 | Biowissenschaften Chemie