Ці дивні частинки, які є власними античастицами, були передбачені в 1937 році, але до цих пір залишалися чистою теорією. Тепер отриманий практичний результат, який може бути наслідком роботи таких частинок.
Група фізиків з технологічних університетів Дельфта (TU Delft) і Ейндховена (Eindhoven University of Technology) побудувала прилад, у якому електрони повели себе незвичайним чином, натякаючи на виникнення майоранівських фермионов.
В центрі апарата перебуває нанопровод з антимоніду індію. Він підключений до різних електродів. Перший – звичайний провідник (золото), другий – надпровідник (сплав ніобію). Вся зв’язка була розміщена на кремнієвій підкладці, покритою тонкою сіткою контактів для додаткових тонких вимірювань електронних властивостей нанодроти на всьому його протязі.
Як і в предлагавшемся раніше досвід, ферміони Майораны повинні були виникнути як квазічастинки у матеріалі з незвичайним поєднанням електронних властивостей (у цьому випадку – при взаємодії надпровідника певної форми з провідником).
Дослідники виявили, що пропускалися через контакти електрони змушені проходити через якісь тунельні бар’єри, локалізовані в двох точках нанодроти. При цьому положення даних точок не змінювалося при зміні зовнішнього магнітного поля і напруги, що говорило про їх нейтральності (нульовий заряд).
Рис. 1. Ферміони Майораны (два помаранчеві кульки) пропускали електрони від золотого контакту до ниобиевому тільки при правильній їх (електронів) енергії, в іншому випадку – відображали назад (ілюстрація TU Delft).
Автори показали, що властивості цих ділянок у проводі відповідають передбаченим фермионам Майораны.
Якщо це не помилка, відкриття стане важливою віхою не тільки в фундаментальної науки, так і прикладної. В силу ряду незвичайних властивостей фермионам Майораны обіцяють світле майбутнє у складі квантових комп’ютерів.
Подробиці експерименту викладені в статті:
V. Mourik, K. Zuo, S. M. Frolov, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, L. P. Kouwenhoven Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices. – Science. – DOI: 10.1126/science.1222360. – Published Online April 12 2012.
