Чеканка частица-это игра, которая так много физиков играют. Иногда охота протекает в больших supercolliders, где эффектные столкновения необходимы, чтобы найти скрытые частицы и новая физика. Для физиков, изучающих твердые тела, игра происходит в очень разных условиях и востребованных частицы не приходят от яростных столкновений. Вместо этого, частицы как сущности, так называемые квазичастицы, выходить из сложных электронных взаимодействий, которые происходят глубоко в материал. Иногда квазичастиц легко прощупать, но другие более трудно обнаружить, таящейся вне досягаемости.
Теперь команда исследователей из Университета Иллинойса, возглавляемая физиком Видья Мадаван, в сотрудничестве с исследователями из Национального института стандартов и технологий США, Мэрилендский университет, Бостонский колледж, и Швейцарская высшая техническая школа Цюриха, воспользовались микроскопии высокого разрешения инструменты, чтобы смотреть на внутреннюю работу необычное типа сверхпроводник, Уран ditelluride (UTe2). Их замеры показывают убедительные доказательства того, что этот материал может быть естественным домом для экзотических квазичастиц, которая скрывалась от физиков на протяжении десятилетий. Результаты исследования опубликованы в 26 марта в выпуске журнала Nature.
Частицы были предположил еще в 1937 году итальянский физик Этторе Майорана имени, и с тех пор физики пытаются доказать, что они могут существовать. Ученые считают особый класс материалов, называемых хиральных нетрадиционных сверхпроводников может естественно, хозяин Majoranas. UTe2 может иметь все правильные свойства, чтобы породить эти неуловимые квазичастицы.
«Мы знаем физику обычных сверхпроводников и понять, как они могут проводить электричество или транспорта электронов от одного конца провода до другого без сопротивления», — сказал Мадаван. «Хиральные необычных сверхпроводников гораздо реже, и в физике известно меньше. Понимание их очень важно для фундаментальной физики и имеет потенциал применения в квантовых вычислениях», — сказала она.
Внутри обычный сверхпроводник, электроны пары таким образом, что позволяет без потерь, постоянные токи. Это в отличие от обычного проводника, например, медной проволоки, которая нагревается, как ток проходит через него. Часть теория сверхпроводимости была разработана несколько десятилетий назад трое ученых в U I, который получил Нобелевскую премию по физике за свою работу. Для этого обычный вид сверхпроводимости, магнитного поля противника и разбить пары, возвращая материал в норму. За последний год, исследователи показали, что ditelluride Уран ведет себя по-разному.
В 2019 году, Шэн побежал, Николай Буч (как соавторы по этому исследованию) и их пособников сообщил, что UTe2 остается сверхпроводящим в присутствии магнитных полей до 65 Тесла, что примерно в 10 000 раз сильнее, чем магнит на холодильник. Это нестандартное поведение, в сочетании с другими измерениями, привел авторов этого документа, чтобы предположить, что электроны объединяются в пары, что позволяло им противостоять разрушению. Сопряжение важно, потому что сверхпроводники с этим свойством может, вероятно, иметь частицы Майораны на поверхности. Новое исследование от Мадаван и коллаборационистов укрепляет аргументы в пользу этого.
Команды использовали высокое разрешение микроскопа под названием сканирующий туннельный микроскоп, чтобы искать доказательства необычного спаривания электронов и частиц Майораны. Этот микроскоп может не только карты поверхности Урана ditelluride вплоть до уровня атомов, а также зонд, что происходит с электронами. Сам материал представляет собой серебристый с лестницей, выступающей вверх от поверхности. Такие функции, где доказательства квазичастицы Майораны лучше видно. Они обеспечивают чистый Edge, что если прогнозы верны, должны показать подписями ток, который движется в одном направлении, даже без приложения напряжения. Команда по этой противоположных сторонах шаг и увидел сигнал с козырьком. Но пик был разным, в зависимости от того, с какой стороны этот шаг был по этой.
«Глядя на обеих сторонах шаг, вы видите сигнал, который представляет собой зеркальное отражение друг друга. В нормальном сверхпроводник, вы не можете найти», — сказал Мадаван. «Лучшее объяснение увидев зеркальных изображений заключается в том, что мы непосредственно измеряем наличие движущихся частиц Майораны», — сказал Мадаван. Команда говорит, что замеры показывают, что свободного перемещение квазичастицы Майораны циркулируют вместе в одном направлении, послужившие основанием для зеркальной, или хиральный, сигналы.
Мадаван говорит, что следующий шаг должен сделать замеры, что бы подтвердить, что материал имеет разбитое время вспять симметрии. Это означает, что частицы должны двигаться по-другому, если стрела времени теоретически были отменены. Такое исследование могло бы предоставить дополнительные доказательства для хиральной природы UTe2.
Если подтвердится, ditelluride Уран будет единственный материал, кроме сверхтекучей он-3, оказалось хиральных нетрадиционных сверхпроводников. «Это огромное открытие, которое позволит нам понять этот редкий вид сверхпроводимости, и, возможно, во времени, мы могли бы даже манипулировать квазичастицы Майораны полезным способом для квантовой информатики.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!