Interferencia en una doble rendija virtual

El experimento de la doble rendija es un ejemplo paradigmático del comportamiento ondulatorio de los electrones en mecánica cuántica. Suponiendo una obstáculo que impide el paso de un haz de electrones salvo por dos rendijas, el patrón que se obtiene sobre una pantalla posterior es distinto que el que se obtendría de la contribución sumada de cada una de ellas. Debido a la interferencia destructiva de las distintas trayectorias, la probabilidad de que un electrón incida sobre algunos puntos concretos es nula. En un trabajo reciente, se ha propuesto un efecto similar en un sistema unidimensional debido a la interacción entre dos electrones. En una cadena de tres puntos cuánticos, los cuales sólo pueden albergar un electrón, ya que incluir un segundo cuesta energía debido a la repulsión entre ellos, si el sitio central está ocupado, se da que el transporte de un electrón de un extremo a otro de la cadena mediante procesos de túnel entre sitios vecinos no es favorable energéticamente. Sólo es posible mediante transiciones de segundo orden en los que los estados intermedios se ocupan de manera virtual, esto es, durante un tiempo suficientemente corto como para no violar el principio de incertidumbre de Heisenberg. En configuraciones de dos electrones, dos estados intermedios son posibles según cómo se redistribuya la carga en el proceso (ver la figura adjunta), en similitud con las dos rendijas. La interferencia entre los dos caminos se modula mediante voltajes laterales, encontrándose un punto en el que dicha interferencia es totalmente destructiva, dando lugar a lo que se conoce como un estado oscuro. Se propone la detección de dicho estado en medidas de la corriente eléctrica a través de la cadena: los procesos de túnel de segundo orden dan lugar a una resonancia que se cancela exactamente en la condición de formación del estado oscuro.

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Superexchange blockade in triple quantum dot. R. Sánchez, F. Gallego-Marcos, G. Platero, Phys. Rev. B 89, 161402(R) (2014)

Rafael Sánchez