Впервые изображена структура, объединяющая частицу и античастицу — Naked Science
31.07.2019
4 минуты
Никита Шевцов
470

Впервые изображена структура, объединяющая частицу и античастицу

Американские и немецкие ученые впервые получили изображения майорановского фермиона — частицы, являющейся собственной античастицей. Открытие позволит создать кубиты для квантовых компьютеров.

majorana-fermion_1024

Майорановскими фермионами могут считаться любые частицы, которые одновременно проявляют свойства своих же античастиц, то есть имеют противоположные по знаку электрический и цветовой заряды и некоторые квантовые числа. В более общем смысле майорановскими фермионами также можно считать некоторые квазичастицы — своеобразные комплексы из нескольких частиц, образующиеся, например, в сверхпроводниках при передаче электрического заряда.

 

Именно такие структуры удалось запечатлеть команде физиков из Университета Иллинойса в Чикаго и Гамбургского университета (Германия). Они взяли за основу рениевый сверхпроводник — материал, который начинает проводить электричество без потерь при температуре около минус 267 °C. Ученые нанесли на его поверхность «островки» из железа, создав таким образом сверхпроводник с топологическим узлом.

 

При пропускании электрического тока через такой материал на границах железных островков появляются майорановские фермионы. Ученым удалось наблюдать эти квазичастицы, используя сканирующий туннельный микроскоп. Этот прибор позволяет получить изображение поверхности образца в высоком разрешении, так как использует иглу с кончиком толщиной в несколько атомов, чтобы измерить расстояние от нее до атомов материала.

 

Изображение зерна железа с майорановскими фермионами (внизу справа) /©Palacio-Morales et al. Science Advances, 2019

 

Этот метод позволил исследователям «разглядеть» неуловимые квазичастицы и исследовать некоторых их физические характеристики. Исследование, по словам его авторов, поможет вплотную приблизиться к созданию эффективных кубитов для квантового компьютера. Одним из самых привлекательных для такой цели параметров майорановских фермионов ученые считают их стабильность. В отличие от большинства систем, используемых сегодня в качестве кубитов, эти квазичастицы могут находиться долгое время в одном состоянии, а также «запоминать» свое исходное положение.

 

Следующим шагом, по словам ученых, станет выяснить, как можно спроектировать эти майорановские кубиты на чипах и манипулировать ими, чтобы экспоненциально увеличить мощность квантовых вычислительных систем. А созданные недавно квантовые вентили позволят повысить скорость этих процессов в 200 раз.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

Вчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Позавчера, 13:07
2 минуты
Илья Ведмеденко

Очевидно, Россия ведет разработку новой легкой авиационной ракеты, которую можно будет применять для поражения широкого спектра морских и наземных целей.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: