As partículas de Majorana têm recebido má publicidade:uma alegada descoberta em nanofios ultracold teve que ser retirada. Agora os físicos de Leiden abrem uma nova porta para a detecção de Majoranas em um sistema experimental diferente, a heteroestrutura Fu-Kane, eles anunciam em Cartas de revisão física .

Partículas de Majorana são quasipartículas:movimentos coletivos de partículas (elétrons, neste caso) que se comportam como partículas únicas. Se detectado na vida real, eles poderiam ser usados ​​para construir computadores quânticos estáveis.

"Majoranas são superposições de mecânica quântica, "explica Gal Lemut. Esta superposição, um tipo especial de combinação, compreende um elétron e um buraco (um lugar em um cristal onde um elétron está faltando.

"Majoranas não tem carga elétrica, nenhuma rotação, e energia zero, "acrescenta o co-autor Michał Pacholski. Isso torna a ausência de características definidoras uma de suas características definidoras." Portanto, é muito difícil detectar um Majorana, "diz Pacholski.

Majoranas pegajosas

Um dos primeiros sistemas em que foi previsto que existissem, era a chamada heteroestrutura Fu-Kane. "É um isolante topológico em camadas sobre um supercondutor, "diz Pacholski. Isoladores topológicos, que conduzem corrente apenas em sua superfície, têm sido um dos principais focos das pesquisas recentes em física. Supercondutores são materiais que conduzem eletricidade sem qualquer resistência.

Pesquisas anteriores de Liang Fu e Charles Kane previram que Majoranas aparecerá quando uma heteroestrutura Fu-Kane for colocada em um campo magnético. Supercondutores irão expelir campos magnéticos, através do chamado efeito Meissner.

Isso significa que as linhas de campo magnético perfuram o material supercondutor em vórtices semelhantes a pilares, onde a supercondutividade desaparece localmente. Majoranas se agarrará a esses vórtices, Fu e Kane previram. Os experimentos até agora combinaram suas previsões, mas ainda faltam provas definitivas para os Majoranas.

Um retorno bem-vindo

Os teóricos de Leiden decidiram analisar as materias Fu-Kane, e provou que adicionar uma corrente elétrica pode fazer uma diferença crucial. "The Majoranas delocalize, "diz Lemut." Isso significa que eles se espalham além de seus vórtices, e eles podem se encontrar. "

Uma vez que as Majoranas são suas próprias antipartículas, e podem aniquilar uns aos outros, pode-se esperar que essa interação os destrua. Mas de acordo com o jornal, este não é o caso:"Eles continuam a existir como Majoranas separados, "diz Pacholski, "o que é bastante surpreendente."

A descoberta pode trazer a detecção e eventual uso de Majoranas um passo mais perto. "O próximo passo seria convencer um físico experimental a verificar. Não é difícil provar a existência de Majoranas, mas nosso artigo oferece uma assinatura clara:os buracos e os elétrons dentro das Majoranas interfeririam uns nos outros. Isso dá um padrão listrado característico, "diz Lemut.

Se você detectar esse padrão, isso significaria um retorno claro e bem-vindo para o Majorana.