Ферміон Майорани гіпотетична частинка зі спіном 1 2 що є власною античастинкою Можливість існування такої частинки теоре

Ферміон Майорани — гіпотетична частинка зі спіном 1/2, що є власною античастинкою. Можливість існування такої частинки теоретизував Етторе Майорана 1937 року. Ферміон Майорани може бути тільки нейтральною частинкою. У контексті, коли мова йде про ферміон Майорани, всі інші ферміони, що не є власними античастинками, називають діраковими.

Етторе Майорана, який передбачив існування ферміона Майорани 1937 року

Жоден ферміон у рамках Стандартної моделі не є ферміоном Майорани. Однак, нейтрино може бути ферміоном Майорани, якщо вийти за межі Стандартної моделі. Якщо нейтрино має масу і є ферміоном Майорани, то можливий безнейтринний подвійний бета-розпад, в якому число лептонів не зберігається. Досі жодного випадку безнейтринного подвійного бета-розпаду не спостерігалося. Якщо він існує, то це надзвичайно рідкісна подія. Однак, експерименти з його реєстрації продовжуються, оскільки це задача, що стосується фундаментальних засад фізики.

Квазічастинки як майоранівські ферміони

У фізиці конденсованих середовищ розглядається можливість існування квазічастинок, що описуються як майоранівські ферміони. Наразі немає остаточних та переконливих свідчень про існування таких квазічастинок, проте було зроблено експерименти, у яких спостерігалися "кандидати" на ферміони Майорани.

У 2012 році вчені з Делфтського технічного університету повідомили про свій експеримент із напівпровідниковою нанодротиною з антимоніду індію, приєднаною з одного боку до звичайного металевого електорода, а з іншого — до надпровідного електрода. Ефекти, які вдалося спостерігати у такій системі, можна пояснити за допомогою гіпотези про утворення квазічастинок ферміонів Майорани у цій нанодротині.

В 2014 році вченими Принстонського університету вперше спостерігалися свідчення зв'язаних станів Майорани при використанні низько-температурного тунельного мікроскопа. Було припущено, що зв'язані стани Майорани з'являються на краях рядка атомів заліза на поверхні свинцю, коли той знаходиться в стані надпровідності. Фізик Джейсон Аліцеа з Каліфорнійського технологічного інституту, що не брав участі в цьому відкритті, сказав що ця робота надає «переконливе свідчення» існування ферміонів Майорани, але «ми повинні припускати можливість інших пояснень — навіть якщо прямо зараз немає відповідних кандидатів».

Потенційне застосування

Ведеться дискусія стосовно можливості побудови кубітів (ключової складової квантового комп’ютера) на базі квазічастинок майоранівських ферміонів.

Див. також

Примітки

E. Majorana (1937). Teoria simmetrica dell’elettrone e del positrone. Nuovo Cimento (Italian) . 14: 171. Переклад англійською.
Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices. 25 May, 2012. doi=10.1126/science.1222360
Elusive Majorana fermions may be lurking in a cold nanowire, Ars Technica. http://arstechnica.com/science/2012/04/experiment-may-have-found-majorana-fermions-in-a-nanowire/ [ 19 червня 2016 у Wayback Machine.]
Nadj-Perge, Stevan; Drozdov, Ilya K.; Li, Jian; Chen, Hua; Jeon, Sangjun; Seo, Jungpil; MacDonald, Allan H.; Bernevig, B. Andrei; Yazdani, Ali (2 жовтня 2014). Observation of Majorana fermions in ferromagnetic atomic chains on a superconductor. Science. doi:10.1126/science.1259327. {{}}: |url-access= вимагає |url= (); Недійсний |displayauthors=9 ()
. Phys.org. 2 жовтня 2014. Архів оригіналу за 19 квітня 2021. Процитовано 3 жовтня 2014.
. Scientific American. 2 жовтня 2014. Архів оригіналу за 20 квітня 2021. Процитовано 3 жовтня 2014.
. Архів оригіналу за 6 травня 2021. Процитовано 2 липня 2016.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[1] E. Majorana (1937). Teoria simmetrica dell’elettrone e del positrone. Nuovo Cimento (Italian) . 14: 171. Переклад англійською.

[2] Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices. 25 May, 2012. doi=10.1126/science.1222360

[3] Elusive Majorana fermions may be lurking in a cold nanowire, Ars Technica. http://arstechnica.com/science/2012/04/experiment-may-have-found-majorana-fermions-in-a-nanowire/ [ 19 червня 2016 у Wayback Machine.]

[Science-4] Nadj-Perge, Stevan; Drozdov, Ilya K.; Li, Jian; Chen, Hua; Jeon, Sangjun; Seo, Jungpil; MacDonald, Allan H.; Bernevig, B. Andrei; Yazdani, Ali (2 жовтня 2014). Observation of Majorana fermions in ferromagnetic atomic chains on a superconductor. Science. doi:10.1126/science.1259327. {{}}: |url-access= вимагає |url= (); Недійсний |displayauthors=9 ()

[Phys.org-5] . Phys.org. 2 жовтня 2014. Архів оригіналу за 19 квітня 2021. Процитовано 3 жовтня 2014.

[Scientific_American-6] . Scientific American. 2 жовтня 2014. Архів оригіналу за 20 квітня 2021. Процитовано 3 жовтня 2014.

[7] . Архів оригіналу за 6 травня 2021. Процитовано 2 липня 2016.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()