Ученые обнаружили ангельскую частицу
Каждая фундаментальная частица во Вселенной является античастицей, которая имеет такую же массу, как и ее близнец, но другой заряд. Когда пара встречается, частицы аннигилируют друг друга во вспышке энергии. Но уже давно ученые предполагают, что могут быть исключения даже из таких правил. Теперь ученым из Стэнфордского и Калифорнийского университета впервые удалось обнаружить веские доказательства существования такого типа частиц, которые они называют ангельскими частицами.
Теория восходит к 1937 году, когда физик Этторе Майорана нашел брешь в семейном фермионе частиц. Протоны, электроны, нейтроны, нейтрино и кварки - все они являются фермионами, все имеют соответствующие античастицы, но по расчетам Майораны, должны существовать частицы, которые в одно и то же время являются и античастицами для самого себя.
Поскольку в теории эти частицы не должны иметь заряда, Майорана выдвигал предположения о том, что такими частицами могут быть нейтроны или нейтрино. В то же самое время, больше шансов найти ангельские частицы в квазичастицах, само название намекает на не естественное происхождение таких частиц, они получаются из активного действия массы нейтронов и имеют схожие с частицами характеристики (тут проще опереться на газированную воду, пузырьки в которой являются детищем активности множества веществ, но при этом они имеют размер, форму и прочие характеристики, которыми только могут обладать пузырьки). Квазочастицы не могут появиться без специфических условий, тем не менее их можно считать фермионами, если они обладают нужными свойствами.
Чтобы найти фермионы команда сделала необычный «напиток», состоящий из двух тонких пленок, где каждая пленка сделана из своего квантового материала, обе пленки были особым образом сложены так, чтобы получился сверхпроводниковый топологический изолятор, который позволяет электронам быстро двигаться по краям поверхности материала, а не через середину, например. После того, как изолятор был готов, к нему добавили щепотку магнитного материала, чтобы электроны двигались по одному краю в одну сторону и по другому краю в противоположную сторону первому.
Затем исследователи прошлись над изолятором магнитом, что замедлило все быстродвижущиеся электроны, а после и вовсе переключило направление, но не гладко, а ступенчато, за счет чего стали выделяться квазочастицы, которые начали движение со скоростью в два раза меньшей скорости электронов. В процессе ученые заметили, что на скорость квазочастиц влияет то, что это не совсем целая частица, а как бы половина частицы, и в процессе движения квазочастицы теряются.
По словам команды, это именно то доказательство, которые ученые искали на протяжении восьмидесяти лет, и находка может стать еще одним шагом вперед для более полной разработки квантовых компьютеров.
