Закрыть10

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.

7 190
Выбор редакции

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

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.

Физика

Naked Science Facebook VK Twitter
7 190
Комментарии
10 ч
Просто летать в космосе "Федор" может сколь угодно. А...
Вчера
Проще отправить туда пуканы масконенавистников. Пусть...
Вчера
Проще отправить на Марс печки буржуйки, томящиеся на...
Комментарии

Быстрый вход

Или авторизуйтесь с помощью:

на сайте, чтобы оставить комментарий.
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку