Ученые опровергли открытие «частицы ангела» — Naked Science
7 минут
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.
Вчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Позавчера, 15:24
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Вчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: