Férmions de Majorana são partículas que são suas próprias antipartículas. Na física da matéria condensada, Férmions de Majorana de energia zero obedecem a estatísticas não abelianas, e pode ser usado em computação quântica topológica tolerante a falhas. Eles são, portanto, objeto de extensos estudos. Contudo, como férmions de Majorana não carregam carga elétrica, detectá-los experimentalmente ainda é um desafio. Um estudo de ruído atual agora fornece um método direto para a detecção dessas novas partículas.

O papel, intitulado "Current noise in a topological Josephson junction, "foi publicado em CIÊNCIA CHINA Física, Mecânica e Astronomia , cujos autores correspondentes são o Prof. Hua Jiang da Soochow University e o Prof. X. C. Xie da Peking University. Usando o método da função de Green fora de equilíbrio, os autores analisam a corrente através de uma junção Josephson topológica e ruídos de corrente relacionados, revelando a relação entre a existência de férmions de Majorana e ruído de corrente fora de equilíbrio.

Foi previsto que uma junção Josephson topológica pode hospedar dois estados ligados de Majorana de energia zero em suas interfaces se a simetria de reversão do tempo for quebrada. Esses estados ligados dão origem a duas relações de energia-fase periódicas de 4π que correspondem a diferentes paridades e se cruzam. Essas relações de energia-fase levam a um efeito Josephson fracionário de mesma periodicidade. No entanto, em um sistema realista, a lacuna de energia infinitesimal aberta pelo efeito do tamanho finito restaurará a periodicidade de 2π. Em não equilíbrio, os estados ligados de Majorana podem superar esta lacuna de energia sob um viés V. O trabalho teórico previu que o ruído atual exibe um pico em ω =eV devido ao acoplamento entre os estados ligados de Majorana e o contínuo. Contudo, esses estados vinculados a Majorana também podem acoplar o continuum após um processo de múltiplas reflexões de Andreev acontecer nas interfaces, resultando em novos fenômenos.

Com base no método da função Green de não equilíbrio, os pesquisadores estudaram o efeito das múltiplas reflexões de Andreev na ausência e na presença de uma tensão de polarização DC. Eles mostram que o ruído de equilíbrio e a corrente de equilíbrio exibem a mesma periodicidade 2π que aqueles em junções convencionais devido ao efeito de tamanho finito. Contudo, as quedas do ruído de equilíbrio indicam a assinatura do efeito Josephson fracionário. Por outro lado, as múltiplas reflexões de Andreev induziram picos de ruído de não equilíbrio de frequência finita que apareceu em ω =neV, fornecendo uma prova para a detecção experimental desses estados ligados a Majorana.