I fermioni di Majorana sono particelle che sono le proprie antiparticelle. Nella fisica della materia condensata, i fermioni di Majorana a energia zero obbediscono a statistiche non abeliane, e può essere utilizzato nel calcolo quantistico topologico tollerante ai guasti. Sono quindi oggetto di studi approfonditi. Però, poiché i fermioni di Majorana non portano carica elettrica, rilevarli sperimentalmente è ancora una sfida. Un attuale studio sul rumore fornisce ora un metodo diretto per il rilevamento di queste nuove particelle.

La carta, intitolato "Rumore attuale in una giunzione Josephson topologica, " è stato pubblicato in SCIENZA CINA Fisica, Meccanica e Astronomia , i cui autori corrispondenti sono il prof. Hua Jiang della Soochow University e il prof. X. C. Xie della Peking University. Usando il metodo della funzione di Green di non equilibrio, gli autori analizzano la corrente attraverso una giunzione Josephson topologica e i relativi rumori di corrente, rivelando la relazione tra l'esistenza dei fermioni di Majorana e il rumore di corrente di non equilibrio.

È stato previsto che una giunzione Josephson topologica può ospitare due stati legati a Majorana a energia zero alle sue interfacce se la simmetria di inversione temporale è rotta. Questi stati legati danno luogo a due relazioni energia-fase periodiche 4π che corrispondono a parità diverse e si intersecano tra loro. Tali relazioni energia-fase portano ad un effetto Josephson frazionario della stessa periodicità. Tuttavia, in un sistema realistico, il gap di energia infinitesimale aperto dall'effetto di dimensione finita ripristinerà la periodicità 2π. Nel disequilibrio, gli stati legati di Majorana possono superare questo gap energetico con una polarizzazione V. Il lavoro teorico ha previsto che il rumore di corrente mostra un picco a =eV a causa dell'accoppiamento tra gli stati legati di Majorana e il continuum. Però, questi stati legati di Majorana potrebbero anche accoppiare il continuum dopo che un processo di riflessioni multiple di Andreev avviene alle interfacce, dando luogo a nuovi fenomeni.

Sulla base del metodo della funzione di Green di non equilibrio, i ricercatori hanno studiato l'effetto delle riflessioni multiple di Andreev sia in assenza che in presenza di una tensione di polarizzazione DC. Mostrano che il rumore di equilibrio e la corrente di equilibrio mostrano la stessa periodicità 2π di quelli nelle giunzioni convenzionali a causa dell'effetto di dimensione finita. Però, i cali del rumore di equilibrio indicano la firma dell'effetto Josephson frazionario. D'altra parte, le riflessioni multiple di Andreev hanno indotto picchi di rumore di non equilibrio a frequenza finita che è apparso a ω =neV, fornendo una prova per il rilevamento sperimentale di questi stati legati a Majorana.