科学家在铁基超导体中发现马约拉纳束缚态
互联网 / houtizong 发布于 2年前 92
1937年，物理学家马约拉纳（Ettore Majorana）把描写费米子的基本运动方程（狄拉克方程）分解成电荷共轭不变的两部分（即马约拉纳方程），得到了“自己是自己的反粒子”的马约拉纳费米子。八十一年来，马约拉纳费米子的相关研究一直是物理学最前沿的问题之一。高能物理领域一直在寻找中微子是马约拉纳费米子的实验证据，如果证实，将是继发现希格斯波色子后的又一重大发现。缚态清晰干净地直接观测提供希望。中科院物理研究所的一个研究团队利用极低温-强磁场-扫描探针显微系统在铁基超导体中发现了马约拉纳束缚态。与以往的实验结果不同，探测到的马约拉纳束缚态峰位不随空间位置变化，实验峰宽接近于系统的能量分辨率。他们随后验证了马约拉纳束缚态在不同隧道结、磁场以及温度下的行为。理论拟合显示磁通涡旋中的马约拉纳束缚态来源于拓扑表面态超导的准粒子激发。与此同时，体态磁通涡线的准粒子热激发会抑制表面的马约拉纳束缚态。这些结果表明，实验观测到的马约拉纳束缚态不与平庸的低能激发态混合，首次清晰地观测到了纯的马约拉纳束缚态。其较高的零能峰观测温度，暗示未来可以调控实现液氦温度的马约拉纳束缚态。研究报告（PDF）发表在《科学》期刊上。
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