I fisici dell'Università di Uppsala in Svezia hanno identificato come distinguere tra veri e "falsi" stati di Majorana in una delle configurazioni sperimentali più comunemente usate, mediante misure di sovracorrente. Questo studio teorico è un passo cruciale per far avanzare il campo dei superconduttori topologici e le applicazioni degli stati di Majorana per computer quantistici robusti. In seguito sono attesi nuovi esperimenti per testare questo approccio.

Gli stati di Majorana esistono come stati a energia zero alle estremità dei superconduttori topologici (un tipo speciale di superconduttori, materiali che conducono con resistenza nulla quando raffreddati vicino alla temperatura dello zero assoluto), dove gli stati a bassa energia sono robusti contro i difetti. Gli stati di Majorana hanno proprietà esotiche che li rendono candidati promettenti come qubit per computer quantistici tolleranti ai guasti. Però, negli esperimenti possono comparire anche banali stati a energia zero che mimano gli stati di Majorana. La difficoltà nel distinguere i Majorana veri da questi 'falsi' è un problema che ha ostacolato il progresso sperimentale in questo campo di ricerca ed è stato una spina nel fianco degli esperti.

Una soluzione a questo problema è stata proposta in un recente studio del gruppo di Annica Black-Schaffer. Gli autori hanno simulato l'intero sistema di una delle configurazioni sperimentali più comuni utilizzate nell'ingegneria dei superconduttori topologici nel modo più accurato possibile e hanno catturato gli effetti principali di tutti i componenti. Indagando la supercorrente (la corrente nei superconduttori) tra due superconduttori ingegnerizzati, hanno scoperto che c'è un'inversione di segno nella supercorrente a causa del banale "falso" stato di Majorana sotto l'applicazione del campo magnetico, mentre tale inversione di segno non è prodotta da veri stati di Majorana. Hanno poi concluso che le supercorrenti offrono un potente strumento per la distinzione univoca tra stati banali e stati topologici di Majorana.

"Questo studio aiuta e motiva gli sperimentatori verso la corretta identificazione dei Majorana topologici utilizzando misurazioni della supercorrente. Il nostro studio mostra che dobbiamo eseguire una modellazione più esatta, "dice Jorge Cayao, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Uppsala.

"È fondamentale essere certi di aver effettivamente progettato gli stati di Majorana e non alcuni stati banali. Questo studio presenta un modo per farlo attraverso misurazioni della supercorrente, "dice Oladunjoye Awoga, dottorato di ricerca studente all'Università di Uppsala.