04.01.2020
София Жаботинская

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.

Таинственную частицу не так просто поймать.
Таинственную частицу не так просто поймать /© cerncourier.com

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
4 часа назад
Ольга Иванова

Ученые разработали анкету, которая поможет определить степень психопатии у домашних кошек. Тест можно пройти онлайн.

Вчера, 14:13
Алиса Гаджиева

Мужчину и женщину похоронили 2500 лет назад и снабдили средством для разговора с Осирисом, необходимыми внутренними органами и большим числом слуг.

Вчера, 15:32
Ольга Иванова

Это касается не только жизни на Земле, но и, как предполагают исследователи из Франции и Великобритании, на других планетах.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

5 декабря
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: