中国科学家在哪里发现了马约拉纳费米子?是如何发现的?

如题所述

中国科学院在北京举行了一次特别新闻发布会,由中国科学院物理研究所/中国科学院大学牵头的联合研究组高洪军院士,丁宏研究员利用了在超导马洛拉纳邦零能量模式中首次观察到低温强磁场扫描探针显微镜系统,该模块是马洛拉纳邦任何地方。 Majorana零能量模式具有高纯度,可以在相对较高的温度下实现,并且具有简单的材料系统。

中国联合研究小组使用了由高鸿钧研究组独立设计和集成的超高真空-极低温-强磁场扫描隧道显微镜-分子束外延-低能电子衍射联合系统对古根达进行了研究。美国布鲁克黑文国家实验室该小组提供的高质量超导块样品进行了一系列探索,并与美国麻省理工学院的傅亮进行了理论合作。研究发现,存在零能量束缚状态,该状态不会随样品磁通涡旋中心“点”处的空间位置分裂。可变温度和可变磁场的数据最终确定了磁通涡流中心的束缚态为马约拉那。 Anyon,并且不与其他准粒子状态混合,Majorana的组成非常纯净。进一步的实验发现,马约拉那午后可以稳定地存在于6T以下(特斯拉)和4K以下(负269.15摄氏度)的磁场中。

这是第一次在单一的块状超导材料中发现高纯度的马约拉那安永,它可以在相对较高的温度下实现,并且不易受其他准粒子的干扰。同时,这也表明马约拉那邦的任何正态现象也可能存在于其他多能高温超导体中,这为马约拉纳邦的物理学研究开辟了新的方向。因此,该结果具有纯度高,温度高,结构简单的特点,并且易于实现马约拉那安阳的织造和操纵,这对于构建稳定,高容错和可扩展的未来量子极为重要。计算机应用程序。

国际同事还首次高度评价了在超导块中发现马约拉纳安on的研究结果。诺贝尔物理学奖得主,美国国家科学院院士安东尼·詹姆斯·莱格特(Anthony James Legget)认为,该实验比以前的许多实验更为清晰,并认为这是超导体中存在马若那(Majorna)的第一个可靠证据。纳米粒子的证据。斯坦福大学讲师,美国科学院院士张守生说,这一发现具有重要的科学意义,极大地促进了铁基超导性研究和马里亚纳费米子的研究。麻省理工学院讲师,美国科学院院士温小刚说,这是一个重要发现,这使得铁基超导材料可用于构建对量子免疫的拓扑量子计算机成为可能。

意大利理论物理学家埃托尔·马若拉娜(Ettore Majorana)预测,自旋为1/2的中性费米子本身具有反粒子,并认为它是一种基本粒子。后来,人们称这种神奇的粒子马约拉纳费米子,并推测构成物质世界的基本粒子中的中微子可能是马约拉纳费米子,但尚未在实验上得到证实。近年来,理论研究表明,在凝聚态中也可能存在观察到马约拉那性质的准粒子,在“固体宇宙”中被称为马约拉那费米子。更令人惊奇的是,当马约拉那费米子与一个“点”联系在一起时,它变成两个马约拉那人的对数,具有独特的非阿贝尔统计量,可用于构造拓扑量子位。应用于自容错量子计算机。

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第1个回答  2021-03-16
由中国科学院物理研究所/中国科学院大学牵头的联合研究组 在超导体和磁性拓扑绝缘体叠加而成的材料内,观察到一种被称为“手性”的费米子。在超导层里马约拉纳费米子沿着一个方向移动,它们像电子一样沿着拓扑绝缘体的边缘流动,只是迈出的每一“步”,高度只有电子每步的一半。
第2个回答  2021-03-16
贾金锋研究团队率先观测到了在涡旋中的马约拉纳费米子的踪迹,同时也提供了用相互作用调控马约拉纳费米子存在的有效方法 。
第3个回答  2021-03-16
马约拉纳费米子是一种费米子,这个概念是由埃托雷·马约拉纳在1937年提出的,2016年6月上海交通大学贾教授与他的合作者经过多年努力、通过巧妙的实验设计首次观测到了马约拉纳费米子。
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