Hiệu ứng Kondo: Triển vọng ứng dụng cho công nghệ lượng tử

Nghiên cứu về hiệu ứng Kondo không chỉ có giá trị nền tảng trong vật lý lý thuyết, mà còn mở ra những triển vọng ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực công nghệ lượng tử. Đây là minh chứng rõ nét cho tầm quan trọng của khoa học cơ bản, đồng thời ghi nhận những đóng góp của các nhà khoa học Việt Nam.

Sơ đồ mạch Kondo điện tích ba kênh trong công trình “Truyền dẫn nhiệt điện trong mạch Kondo điện tích ba kênh”, được đăng trên tạp chí Physical Review Letter năm 2020 (Physical Review Letters 125, 026801 (2020)). (Ảnh: TL)
Sơ đồ mạch Kondo điện tích ba kênh trong công trình “Truyền dẫn nhiệt điện trong mạch Kondo điện tích ba kênh”, được đăng trên tạp chí Physical Review Letter năm 2020 (Physical Review Letters 125, 026801 (2020)). (Ảnh: TL)

Hiệu ứng Kondo là một hiện tượng vật lý đặc biệt, được quan sát trong các kim loại có pha tạp các nguyên tử mang từ tính. Khác với tính chất thường thấy ở kim loại nguyên chất - nơi điện trở suất giảm khi nhiệt độ giảm - trong các hệ có tạp chất từ, điện trở suất lại tăng khi nhiệt độ hạ thấp.

Nguyên nhân của hiện tượng này là do tương tác từ giữa spin của các điện tử dẫn và spin của các tâm tạp. Mặc dù hiệu ứng này đã được phát hiện trong thực nghiệm từ năm 1934, nhưng phải đến năm 1964, nhà vật lý người Nhật Jun Kondo mới đưa ra lời giải thích lý thuyết thuyết phục cho hiện tượng trên, từ đó hiệu ứng mang tên ông.

Hiệu ứng Kondo điện tích lần đầu tiên được đề xuất trong các mô hình lý thuyết bởi Flensberg, Matveev và Furusaki trong giai đoạn 1993-1995. Tại Việt Nam, nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng này đã được Tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Thanh, Viện Vật lý (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) nghiên cứu trong khuôn khổ hợp tác với Giáo sư Mikhail Kiselev, Trung tâm Vật lý lý thuyết Quốc tế Abdus Salam.

Bước ngoặt thực nghiệm quan trọng xảy ra vào năm 2015, khi nhóm nghiên cứu của Giáo sư Frédéric Pierre tại Đại học Paris-Saclay thành công trong việc thiết lập các thí nghiệm xác thực hiệu ứng Kondo điện tích. Thành tựu này không chỉ củng cố cơ sở lý thuyết mà còn mở đường cho việc nghiên cứu các biến thể phức tạp hơn như hiệu ứng Kondo đa kênh, nơi một bậc tự do lượng tử hóa (spin hoặc điện tích) được liên kết đồng thời với nhiều điện cực độc lập.

Năm 2017, tại Hội nghị quốc tế “Vật lý nano: từ cơ bản đến ứng dụng-sự trở lại” tổ chức tại Quy Nhơn, Việt Nam, Tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Thanh đã có cơ hội gặp gỡ và trao đổi trực tiếp với Giáo sư Frédéric Pierre, người trình bày về các kết quả mới nhất liên quan đến hiệu ứng Kondo điện tích ba kênh-một hiện tượng có độ phức tạp cao trong vật lý chất rắn. Khi đó, các mô hình lý thuyết cho trường hợp hai kênh đã được công bố, và Tiến sĩ Kim Thanh đã bày tỏ sự quan tâm đặc biệt đến việc phát triển mô hình lý thuyết cho trường hợp ba kênh.

Sự hợp tác nghiên cứu đã được cụ thể hóa qua công trình khoa học mang tên “Truyền dẫn nhiệt điện trong mạch Kondo điện tích ba kênh”, đăng trên tạp chí Physical Review Letters (Số 125, trang 026801, năm 2020). Bài báo là một phần trong đề tài nghiên cứu “Truyền dẫn điện tử không cân bằng qua các hệ chấm lượng tử trong chế độ Kondo” (mã số 103.01-2020.05) được Quỹ Nafosted tài trợ, góp phần làm sâu sắc thêm hiểu biết về truyền dẫn lượng tử và các hiệu ứng tương quan mạnh trong các hệ nano.

Theo đánh giá của các nhà khoa học, hiệu ứng Kondo có ý nghĩa trong nghiên cứu vật lý. Hiệu ứng Kondo luôn được quan tâm của vì nó cung cấp manh mối để nghiên cứu các tính chất điện tử của nhiều loại vật liệu mà tương tác giữa các điện tử là đặc biệt mạnh. Ngoài ra, việc nghiên cứu lý thuyết các bài toán Kondo khẳng định và phát triển các phương pháp nghiên cứu quan trọng để giải các bài toán nhiều hạt khác.

Công trình nghiên cứu không chỉ có giá trị nền tảng trong vật lý lý thuyết, mà còn mở ra những triển vọng ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực công nghệ lượng tử. Nó là minh chứng rõ nét cho tầm quan trọng của khoa học cơ bản, đồng thời ghi nhận những đóng góp xuất sắc của các nhà khoa học Việt Nam trong lĩnh vực vật lý hiện đại.

Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã trao tặng Giải thưởng Tạ Quang Bửu năm 2024 (Giải thưởng chính) cho Tiến sĩ Nguyễn Thị Kim Thanh, Viện Vật lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, là tác giả chính của công trình khoa học xuất sắc T. K. T. Nguyen and M. N. Kiselev, 2020. Thermoelectric Transport in a Three-Channel Charge Kondo Circuit. Physical Review Letters, 125, 026801.

Có thể bạn quan tâm

Lễ ký kết giữa Ủy ban Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh Vĩnh Long và MobiFone Vĩnh Long. (Ảnh: BÁ DŨNG)

Mặt trận truyền thông số ở Vĩnh Long

Phát huy vai trò nòng cốt của Mặt trận Tổ quốc trong công cuộc chuyển đổi số và đổi mới sáng tạo, đưa công nghệ số phục vụ đời sống nhân dân, Ủy ban Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh Vĩnh Long đã chủ động tiên phong, đổi mới mạnh mẽ phương thức hoạt động.

Phó Thủ tướng Chính phủ Hồ Quốc Dũng phát biểu chỉ đạo tại lễ ký kết. (Ảnh: FPT)

Phó Thủ tướng Hồ Quốc Dũng: Hợp tác quốc tế giúp Việt Nam chủ động tham gia chuỗi giá trị trí tuệ nhân tạo toàn cầu

FPT và Mila - Viện nghiên cứu trí tuệ nhân tạo (AI) hàng đầu thế giới vừa ký kết hợp tác nghiên cứu, đào tạo nhân lực và chuyển giao tri thức. Phó Thủ tướng Hồ Quốc Dũng kỳ vọng hợp tác góp phần tạo giải pháp thiết thực, giúp Việt Nam tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị và định hình quy chuẩn quản trị AI toàn cầu.

Đại diện Viện VPI và Beicip-Franlab Asia ký kết Biên bản ghi nhớ hợp tác nghiên cứu, ứng dụng công nghệ trong thăm dò, khai thác dầu khí. (Ảnh: VPI)

Tăng cường hợp tác nghiên cứu công nghệ trong thăm dò, khai thác dầu khí

Ngày 13/8, tại Hà Nội, Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) thuộc Tập đoàn Công nghiệp-Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) và Beicip Technology Solutions Sdn. Bhd. (Beicip-Franlab Asia) đã ký kết Biên bản ghi nhớ tăng cường hợp tác trong nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ phục vụ hoạt động thăm dò, khai thác dầu khí.

PILA (Việt Nam) ký kết hợp tác chiến lược cùng TOTM Technologies (Singapore). (Ảnh: NGỌC ANH)

Thúc đẩy hạ tầng niềm tin số xuyên biên giới trong khu vực ASEAN

Trong tiến trình chuyển dịch sang môi trường số, việc xác thực danh tính, chứng từ và dữ liệu đã trở thành điều kiện tiên quyết nhằm thúc đẩy thương mại xuyên biên giới. Bên cạnh hạ tầng kết nối và hạ tầng dữ liệu, các giao dịch số đòi hỏi một cơ chế kiểm chứng độc lập, nhanh chóng và bảo đảm tính tin cậy giữa các bên.

Các đại diện hai bên Việt Nam-Nhật Bản ký kết các biên bản ghi nhớ hợp tác tại diễn đàn. (Ảnh: MINH ĐỨC)

Đưa hợp tác Việt Nam-Nhật Bản trong đổi mới sáng tạo ngày càng đi vào chiều sâu, kiến tạo các giá trị mới

Các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các viện nghiên cứu, trường đại học và đại biểu tham dự diễn đàn đều bày tỏ tin tưởng, hợp tác Việt Nam-Nhật Bản trong khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo sẽ ngày càng đi vào chiều sâu, từ kết nối sang hợp tác, từ hợp tác sang cùng phát triển và cùng tạo ra những giá trị mới.

Techpro Corp., SongHan Incubator, Hội Tự động hóa Đà Nẵng ký Biên bản ghi nhớ hợp tác triển khai sáng kiến trong giai đoạn khởi động.

Đà Nẵng: Khởi động sáng kiến Tech Circle thúc đẩy ứng dụng khoa học, công nghệ tại miền trung

Chiều 12/8, tại Đà Nẵng, Techpro Corp., SongHan Incubator, Hội Tự động hóa Đà Nẵng đã phối hợp khởi động sáng kiến Tech Circle thông qua chương trình Tech Circle #01. Đây là sáng kiến hướng tới việc tạo lập một không gian trao đổi thường xuyên, kết nối doanh nghiệp, chuyên gia, trường đại học, start-up và các tổ chức công nghệ.

Quang cảnh Hội thảo tại Hà Nội.

Xây dựng và phát triển các mạng lưới chuyên gia, trí thức trong các lĩnh vực công nghệ chiến lược

Hội thảo là cơ hội để các bên cùng trao đổi, tìm giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của các mạng lưới chuyên gia, trí thức người Việt Nam ở nước ngoài, hướng tới mục tiêu không chỉ kết nối nguồn lực mà còn tạo ra các dự án, sản phẩm và kết quả hợp tác cụ thể phục vụ phát triển đất nước.

Đại diện VNPT VinaPhone và VAEDR ký kết hợp tác. (Ảnh: Ban tổ chức)

VNPT VinaPhone và VAEDR hợp tác phát triển hệ sinh thái học liệu số

Tổng Công ty Dịch vụ Viễn thông (VNPT VinaPhone) và Hiệp hội Sách Giáo dục và Học liệu điện tử Việt Nam (VAEDR) đã tổ chức Lễ ký kết thỏa thuận hợp tác (MOU) về phát triển và kinh doanh hệ sinh thái học liệu số trên phạm vi toàn quốc, góp phần thúc đẩy chuyển đổi số trong lĩnh vực giáo dục.

Thiếu tướng Nguyễn Ngọc Cương, Giám đốc Trung tâm Dữ liệu quốc gia, Phó Chủ tịch Hiệp hội Dữ liệu quốc gia định hướng thảo luận tại hội thảo. (Ảnh: NDA)

Định danh dữ liệu địa điểm để kết nối các cơ sở dữ liệu

Dữ liệu địa điểm gắn với con người, doanh nghiệp, đất đai, tài sản và nhiều hoạt động kinh tế-xã hội. Việc chuẩn hóa, định danh thống nhất và tạo khả năng liên thông lớp dữ liệu này được xác định là một yêu cầu quan trọng để nâng cao hiệu quả quản lý, phát triển dịch vụ số và khai thác giá trị của dữ liệu.