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我们召唤了神秘的Majorana费米子吗?

作者:哈分    发布时间:2017-06-10 03:01:03    

作者:迈克尔布鲁克斯你等了70年的Majorana费米子,然后三个同时出现或者至少有三个有希望的迹象上个月,美国斯坦福大学和荷兰代尔夫特理工大学的研究人员提供了这些特殊量子粒子的两个初步目击,自1937年意大利物理学家Ettore Majorana提出它们以来一直难以捉摸本周,中国研究人员增加了一个设备可能是制作它们的最佳方式,也许可以利用它们来构建量子计算机 Majorana费米子是它自己的反粒子制作这种东西的一种方法是采用普通粒子及其反粒子 - 比如电子和正电子 - 并将它们绑定成复合实体在晶体内部,导电电子在材料中具有另一种有效的反粒子 - 移动“空穴”,当电子移出晶格中的稳定位置时形成但粒子和反粒子通常不能共存电子和正电子相互湮灭;并以类似的方式,自由电子可以落入一个洞,所以两者都消失了为了保持电子 - 空穴配对,物理学家们正在尝试将超导体与称为拓扑绝缘体的材料结合起来,这些材料仅在其表面上导电当连接时,这两种材料在其边界处产生电场图案,这可以阻止电子落入孔中,从而可能形成Majorana费米子上个月在波士顿举行的美国物理学会会议上,代尔夫特理工大学的Leo Kouwenhoven公布了数据,表明他的团队在超导体与半导体线的交界处看到了一种零能量粒子,一种Majorana费米子的预测特征 但是,这尚未经过同行评审斯坦福大学的研究人员也在等待确认他们的目击,在一个由超导线穿过的拓扑绝缘体中到目前为止,许多其他研究都集中在在绝缘体顶部放置一层薄薄的超导体,但这会产生粗糙的边界,从而破坏预期的效果现在,上海交通大学的王美晓已经扭转了局面与中国和美国的同事一起,Wang创造了一种安排,其中大部分材料是超导体,涂有拓扑绝缘体两者之间的交汇处非常光滑,为创造Majorana费米子提供了完美的条件下一步是尝试在交界处看到这些难以捉摸的粒子的特征中国的研究人员还没有宣称,但他们相信他们的计划提供了显着的优势它不仅可以创造Majorana费米子,还可以使研究人员通过施加电场来控制它们这可以使它们被用作量子计算机中的量子比特量子位可能是微妙的生物,很容易丢失它们的信息,但是Majoranas应该更加健壮,因为它们的信息存储在两个物体中 - 电子和空洞 “这感觉就像实验观察Majorana费米子的比赛的最后阶段,”加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的Marcel Franz说德国维尔茨贝格大学的Laurens Molenkamp对Wang的设备添加了一个警告:“识别可能有Majorana费米子的拓扑绝缘体并不是一件大事 - 令人信服地证明Majorana是一个非常不同的业务”更多关于这些话题:

 

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