금속의 전기 저항은 온도가 감소함에 따라 감소하지만, 어느 온도에서 상승으로 전환된다.이 저온에서의 저항 증대를 나타내는 현상이 콘도 효과로, 금속이 포함하는 불순물의 스핀과 전도 전자의 스핀이 상호작용하여 발생한다. 1964년에 콘도 준씨가 처음 해명했다.콘도 효과는 스핀의 자유도가 편차(양자 편차)가 요인이지만, 전자가 운동 방향 등의 자유도도 가지는 경우, 다른 양자 편차가 발생하여 종류가 다른 콘도 효과가 생긴다.자유도가 스핀만인 경우는 SU(2) 콘도 효과, 자유도가 그 밖에도 있는 경우는 SU(4) 콘도 효과 등이 실현된다.

　그래서 연구 그룹은 금속 중의 불순물에 대응하는 카본 나노 튜브를 이용하여 인공 원자를 제작. 2개의 전자가 인공 원자 내에 있는 상태를 생성하여 전자를 흘렸다.인공 원자 내의 전자는 스핀 자유도 외에 튜브를 따른 운동 방향의 자유도를 가진 SU(4) 콘도 상태임을 확인.한층 더 자장을 더해 가, 스핀과 자장의 상호작용에 의해 SU(4) 콘도 상태에서 SU(2) 콘도 상태로 옮겨가는 것을 발견했다.이 변화는 이론 계산으로 재현되었으며, 양자 변동의 지표인 윌슨비도 산출하였다.또, 전류에 포함되는 전류 잡음도 조사해, 유효 전하를 검출.콘도 상태의 종류의 변화에 ​​따라, 유효 전하와 양자 변동이 연속적으로 변화하는 것을 실증했다.

　본 성과는 초전도 등의 양자 다체 현상의 이해와 양자 변동의 제어로 이어져 물질의 신기능 개척 등 물질과학의 발전이 기대된다고 한다.

논문 정보 : 【Physical Review Letters】 Quantum Fluctuations along Symmetry Crossover in Kondo-correlated Quantum Dot