Ученые опровергли открытие «частицы ангела»
Авторы статьи, вышедшей в Science, полагают, что подтверждение существования так называемых «частиц ангела» — фермионов Майораны — на самом деле было ложной тревогой.
Существование майорановского фермиона — особой частицы, которая одновременно своя собственная античастица — впервые предположил итальянский ученый, физик Этторе Майорана в 1937 году. В честь него этот загадочный фермион и получил свое название.
Во времена Майораны эта частица была умственной конструкцией: проверить ее существование тогда было невозможно. Сегодня ученые пытаются найти подтверждение гипотезы. Физики элементарных частиц хотят выяснить, может ли субатомный нейтрино оказаться «частицей ангела», а физики конденсированных состояний надеются найти признаки существования частиц с майорановскими свойствами с помощью твердотельных устройств, которые комбинируют экзотические квантовые материалы со сверхпроводниками.
Фермионы важны для физики конденсированных состояний, потому что их невероятные свойства могли бы помочь в создании топологического квантового компьютера. Кубиты такого компьютера были бы по своей природе защищены от одной из основных проблем в создании квантовых компьютеров — декогеренции среды (потери информации, возникающей, если квантовая система не полностью изолирована).
В 2017 году было объявлено, что удалось провести эксперименты, показавшие следы деятельности «частиц ангела». Ученые-физики из Университета штата Пенсильвания в соавторстве с коллегами из немецкого Вюрцбургского университета проверили данные, на которых было основано заявление, и выяснили, что интерпретация результатов экспериментов могла быть ошибочной. Команда проанализировала работу устройств, созданных на базе «квантового аномального холловского изолятора» — материала, в котором электрический ток течет только по краю. Именно на результатах экспериментов с подобными устройствами были построены доказательства регистрации существования фермиона Майораны.
Критикуемая авторами нынешней статьи работа 2017 года полагала, что если граничный ток находится в чистом контакте со сверхпроводником, возникают распространяющиеся киральные частицы Майораны, и электропроводимость устройства должна быть «полуквантована» (значение e2 / 2h, где «e» — заряд электрона, а «h» — постоянная Планка), когда подвергается точному магнитному полю.
Как показал анализ ученых из Пенсильвании и Вюрцбурга, изучивших более 30 устройств с несколькими конфигурациями материалов, устройства с чистым сверхпроводящим контактом будут всегда показывать полуквантованное значение без всякой зависимости от условий магнитного поля. Сверхпроводник просто действует как электрическое короткое замыкание, и происходящее не указывает на присутствие майорановского фермиона.
Ученые отмечают, что их работа не перечеркивает теоретической возможности существования частицы. Они даже предполагают, что комбинация квантовых аномальных холловских изоляторов и сверхпроводимости все же может способствовать регистрации следов этого существования — но не в нынешнем виде. Дизайн эксперимента 2017 года обоснованно поставлен под сомнение, учитывая, что сразу две лаборатории получили непротиворечивые результаты, опровергающие его выводы.
Авторы говорят, что их работа — важный и наглядный пример того, насколько тщательно необходимо проверять полученные данные, особенно там, где есть соблазн заявить о громком открытии. «Это отличная иллюстрация того, как наука должна работать. Сенсационные заявления об открытии нужно тщательно перепроверить и воспроизвести», — подытоживает профессор Университета штата Пенсильвания Нитин Самарт.
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии