I ricercatori hanno scoperto vortici semiquantici nell'elio superfluido. Questo vortice è un difetto topologico, esibito in superfluidi e superconduttori, che trasporta una quantità fissa di corrente circolante. Si prevedeva originariamente che questi oggetti esistessero nell'elio superfluido nel 1976. La scoperta fornirà l'accesso ai nuclei dei vortici semiquantistici, ospitare modalità Majorana isolate, particelle solitarie esotiche. La comprensione di queste modalità è essenziale per il progresso dell'elaborazione dell'informazione quantistica, costruire un computer quantistico.

Ricercatori dell'Università Aalto, Finlandia, e P.L. L'Istituto Kapitza di Mosca ha scoperto vortici semiquantici nell'elio superfluido. Questo vortice è un difetto topologico, esibito in superfluidi e superconduttori, che trasporta una quantità fissa di corrente circolante.

"Questa scoperta di vortici semiquantici culmina una lunga ricerca di questi oggetti originariamente previsti nell'elio superfluido nel 1976, "dice Samuli Autti, Dottorando presso l'Università Aalto in Finlandia.

"Nel futuro, la nostra scoperta fornirà l'accesso ai nuclei dei vortici semiquantistici, ospitare modalità Majorana isolate, particelle solitarie esotiche. La comprensione di queste modalità è essenziale per il progresso dell'elaborazione dell'informazione quantistica, costruire un computer quantistico, "Autti continua.

La coerenza macroscopica nei sistemi quantistici come superfluidi e superconduttori offre molte possibilità, e alcune limitazioni centrali. Ad esempio, la forza delle correnti circolanti in questi sistemi è limitata a determinati valori discreti dalle leggi della meccanica quantistica. Un vortice semiquantistico supera tale limitazione utilizzando la topologia non banale del materiale sottostante, un argomento direttamente correlato al Premio Nobel 2016 per la fisica.

Tra le proprietà emergenti ce n'è una analoga alla cosiddetta stringa di Alice nella fisica delle alte energie, dove una particella su un percorso attorno alla corda inverte il segno della sua carica. In generale il carattere quantistico di questi sistemi è già utilizzato negli amplificatori SQUID ultrasensibili e in altri importanti dispositivi quantistici.

L'articolo Observation of Half-Quantum Vortices in Topological Superfluid 3He è stato pubblicato oggi nella versione online di Lettere di revisione fisica . Gli esperimenti sono stati condotti nel Laboratorio a bassa temperatura dell'Università di Aalto.