Впервые изображена структура, объединяющая частицу и античастицу — Naked ScienceNaked Science
31 июля
4 минуты
Никита Шевцов
194

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.

Сегодня, 15:32
3 минуты
Сергей Васильев

Используя снимки 200 тысяч далеких объектов, астрономы оценили воздействие слияний галактик на звездообразование.

18 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Перуанский богомол представляет собой первый известный пример насекомых этого семейства, который явно подражает осам.

Вчера, 16:51
4 минуты
Мария Азарова

Пассажирский самолет впервые в истории пролетел более 19 часов без пересадок.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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