Le particelle di Majorana hanno ricevuto una cattiva pubblicità:una scoperta dichiarata nei nanofili ultrafreddi doveva essere ritirata. Ora i fisici di Leida aprono una nuova porta per rilevare Majorana in un diverso sistema sperimentale, l'eterostruttura Fu-Kane, annunciano in Lettere di revisione fisica .

Le particelle di Majorana sono quasiparticelle:movimenti collettivi di particelle (elettroni in questo caso) che si comportano come particelle singole. Se rilevato nella vita reale, potrebbero essere usati per costruire computer quantistici stabili.

"Le majorana sono sovrapposizioni di meccanica quantistica, " spiega Gal Lemut. Questa sovrapposizione, un tipo speciale di combinazione, comprende un elettrone e una lacuna (un punto in un cristallo in cui manca un elettrone.

"Le majorane non hanno carica elettrica, nessuna rotazione, ed energia zero, " aggiunge il co-autore Michał Pacholski. Ciò rende l'assenza di caratteristiche distintive una delle loro caratteristiche distintive. "Quindi è molto difficile rilevare un Majorana, "dice Pacholski.

Majorana appiccicoso

Uno dei primi sistemi in cui si prevedeva esistessero, era la cosiddetta eterostruttura Fu-Kane. "È un isolante topologico stratificato su un superconduttore, " dice Pacholski. Isolatori topologici, che conducono corrente solo sulla loro superficie, sono stati uno degli obiettivi principali della recente ricerca in fisica. I superconduttori sono materiali che conducono elettricità senza alcuna resistenza.

Ricerche precedenti di Liang Fu e Charles Kane avevano predetto che Majoranas apparirà quando un'eterostruttura Fu-Kane viene posta in un campo magnetico. I superconduttori espellono campi magnetici, attraverso il cosiddetto effetto Meissner.

Ciò significa che le linee del campo magnetico perforano il materiale superconduttore in vortici simili a pilastri, dove la superconduttività si annulla localmente. Majoranas si aggrapperà a questi vortici, Fu e Kane avevano previsto. Finora gli esperimenti hanno corrisposto alle loro previsioni, ma mancano ancora prove definitive per i Majorana.

Un gradito ritorno

I teorici di Leiden decisero di analizzare Fu-Kane materias, e ha dimostrato che l'aggiunta di una corrente elettrica potrebbe fare una differenza cruciale. "I Majorana delocalizzano, " dice Lemut. "Ciò significa che si estendono al di là dei loro vortici, e potrebbero incontrarsi."

Poiché i Majorana sono le loro antiparticelle, e possono annichilirsi a vicenda, ci si potrebbe aspettare che questa interazione li distrugga. Ma secondo il giornale, non è così:"Continuano ad esistere come Majorana separati, "dice Pacholski, "il che è abbastanza sorprendente."

La scoperta potrebbe avvicinare l'individuazione e l'eventuale utilizzo di Majoranas. "Il prossimo passo sarebbe convincere un fisico sperimentale a verificarlo. Non è difficile provare l'esistenza di Majoranas, ma il nostro articolo offre una firma chiara:i buchi e gli elettroni all'interno dei Majorana interferirebbero l'uno con l'altro. Questo dà un caratteristico motivo a strisce, "dice Lemute.

Se rilevi questo modello, ciò significherebbe un chiaro e gradito ritorno per il Majorana.