Доказано существование частицы, являющейся собственной античастицей

Ученые из Стэнфорда и Калифорнийского университета доказали существование майорановских фермионов — частиц, которые являются античастицами сами для себя. Физики уверены, что в будущем их открытие поможет создать мощные квантовые компьютеры. С подробностями можно ознакомиться в журнале Science.

У каждой фундаментальной частицы во Вселенной есть «двойник» — античастица с той же массой, но противоположным зарядом. При встрече такие частицы уничтожают друг друга. Ученые считают, что есть исключения из правила, и некоторые частицы могут быть своими собственными античастицами. В новом исследовании физикам удалось доказать эту гипотезу.

Ученые использовали две сверхтонкие пленки. «Верхняя пленка играла роль сверхпроводника, нижняя являлась топологическим изолятором, который проводит ток только вдоль своей поверхности или краев, но не через середину. Соединив их, мы получили сверхпроводящий топологический изолятор, в котором электроны быстро двигались по двум краям поверхности пленок», — пояснили ученые из Стэнфордского университета.

Благодаря такому расположению часть электронов передвигалась вдоль одного края пленки в одном направлении, а электроны на противоположном крае передвигались в другом направлении. При помощи магнита ученые смогли контролировать поток электронов и в итоге обнаружить элементарную частицу, которую они искали.

«В определенные моменты мы наблюдали майорановские квазичастицы, которые появлялись парами из сверхпроводящего слоя и двигались по краям топологического изолятора, как это делали электроны», — отметили ученые.

Физики решили назвать обнаруженный фермион «ангельской частицей» в честь бомбы, обладающей свойствами вещества и антивещества, описанной писателем Дэном Брауном в романе «Ангелы и демоны». Ученые уверены, что фермион, названный в честь итальянского физика Этторе Майораны, поможет создавать мощные квантовые компьютеры.