На поверхности золота впервые обнаружили элементарные частицы с необычными свойствами – фермионы Майораны

6,4k full reads
11k story viewsUnique page visitors
6,4k read the story to the endThat's 55% of the total page views
1,5 minute — average reading time
Открытие может существенно ускорить создание квантовых компьютеров
Открытие может существенно ускорить создание квантовых компьютеров
Открытие может существенно ускорить создание квантовых компьютеров

Научная группа из Массачусетского технологического института выступила с заявлением, что им впервые в истории удалось зафиксировать на поверхности золота уникальные элементарные частицы, которые одновременно являются собственными античастицами – фермионы Майораны.

О своем уникальном открытии ученые сообщили на страницах издания Proceedings of the National Academy of Sciences.

Это открытие может найти самое активное применение в создании таких объектов, как квантовые компьютеры.

Что это за частицы

Вы, наверное, спросите: "Что же это за частицы такие?"

Так вот эти уникальные частицы получили свое имя в честь физика с итальянским паспортом Э. Майораны, который выполнил теоретическое обоснование существования этих частиц.

Вот только на практике, несмотря на то, что они идеально вписывались во многие теории, их не удавалось обнаружить.

Только в 2017 году научной группе из китайских и американских ученых, используя крайне сложную схему из ниобиевого сверхпроводника и топологического изолятора из сурьмы, висмута и теллурида хрома, получилось зафиксировать эти частицы.

График зависимости тока от магнитного поля при разных температурах. Стрелками обозначены полуцелые ступени — свидетельство существования майорановских фермионов
График зависимости тока от магнитного поля при разных температурах. Стрелками обозначены полуцелые ступени — свидетельство существования майорановских фермионов
График зависимости тока от магнитного поля при разных температурах. Стрелками обозначены полуцелые ступени — свидетельство существования майорановских фермионов

Но в новом исследовании американские ученые применили гораздо более простую схему из золотых нано нитей с незначительными вкраплениями ферромагнетика (сульфида европия) а также особо проводящей ванадиевой подложке.

Так вот, выполняя тщательное сканирование, получившуюся поверхность с помощью туннельной микроскопии, инженеры зафиксировали пики сигналов, которые, по теоретическим расчетам, генерируются только парами фермионов Майораны.

Почему это открытие так важно

Как заявил Д. Мудера, Майорановские фермионы - это экзотические частицы, которые ученые всего мира очень давно хотели увидеть. А возможность их запечатлеть в столь простом и распространенном материале как золото – просто удача.

Компьютерная модель влияния майорановских фермионов
Компьютерная модель влияния майорановских фермионов
Компьютерная модель влияния майорановских фермионов

Научная группа поставила перед собой найти практическую реализацию фермионов и уже работает над тем, чтобы на практике реализовать теоретические расчеты Алексея Китаева. Он рассчитал, что фермионы можно использовать для построения стабильных кубитов в квантовых компьютерах.

Данное направление является перспективным, так как открытое явление позволит создать масштабируемые системы, в которых могут быть сотни миллионов кубитов. А еще технология довольно дешевая и доступна.

Если вам понравилась статья, тогда поставьте палец вверх и поделитесь статьей. Спасибо за внимание!