量子物理学：巨視的な量子電荷状態による2チャネル近藤効果と繰り込みフロー

多体相関と巨視的な量子挙動は、魅力的な物性物理の問題である。近藤効果は、この多体の概念と方法の強力なテストベッドであり、量子不純物と連続状態の結合を必要とする。これは、高度に相関した系において極めて重要であり、調整可能なナノ構造を用いて調べることができる。近藤物理は通常、遍歴電子と微視的な磁気モーメントの混成を伴っているが、理論からは、縮退した量子状態と連続状態が結合するときはいつでも現れると予測されている。本論文では、ハイブリッド金属–半導体で単一電子トランジスターを実現して、これまでよく分かっていなかった「電荷近藤効果」を、金属島構造の2つの縮退した巨視的電荷状態によって構成される1/2の量子擬スピンを用いて実証する。他の近藤ナノ構造体とは対照的に、島構造と電極を接続する各伝導チャネルによって、明確で完全に調整可能な近藤チャネルが構成されるため、2チャネル近藤効果を利用するこれまでにない手段と、多チャネル近藤物理への明瞭な経路が得られる。弱く結合したプローブを使って、温度を下げると、2つの近藤チャネルが競合して電荷擬スピンを遮蔽する繰り込みフローが見いだされた。これによって、予測されている量子相転移が、対称な量子臨界点をまたいでどのように進展するか直接見ることができる。特性を完全に評価したデバイスにおいて、擬スピンを縮退から離調すると、量子臨界性からの有限温度クロスオーバーの予測と定量的に一致することが実証された。

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