В дителлуриде урана нашли майорановские фермионы

04.04.2020

Физики из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне использовали микроскопические методы высокого разрешения, чтобы увидеть внутреннюю структуру нового сверхпроводника - дителлурида урана UTe2. Измерения показали наличие в этом материале экзотической квазичастицы - майорановского фермиона.

Такие фермионы были теоретически предсказаны еще в 1937 году итальянским физиком Этторе Майораной, и с тех пор физики пытаются экспериментально доказать их существование. Ученые полагают, что особый класс материалов, называемых хиральными нетрадиционными сверхпроводниками, может иметь такие частицы. Одним из таких перспективных материалов является теллурид урана.

Внутри нормального сверхпроводника электроны образуют пары таким образом, что получают возможность проходить по материалу без столкновения с узлами кристаллической решетки и следующих за этим потерь энергии. В этом обычном виде сверхпроводимости магнитные поля могут разбивать возникающие куперовские пары электронов, возвращая материал обратно в нормальное состояние.

Но не так давно исследователи показали, что дителлурид урана отличается от подчиняющихся традиционной теории материалов. В прошлом году физики показали, что это соединение остается сверхпроводником даже при наличии магнитных полей с напряженностью до 65 Тесла - в десять тысяч раз больше, чем у магнита на холодильнике. Это поведение в сочетании с другими измерениями привело авторов новой статьи к предположению, что электроны в дителлуриде урана образовывали пары не так, как обычно, что позволяло им не разрушаться под действием магнитного поля. Образование пар важно, потому что сверхпроводники с этим свойством, очень вероятно, могут иметь на своей поверхности майорановские фермионы.

Ученые нашли несколько новых аргументов в пользу этой теории. Они использовали сканирующий туннельный микроскоп - прибор, с помощью которого можно получить изображение поверхности материала вплоть до атомного уровня и увидеть, что происходит с электронами. На поверхности такого материала можно найти своего рода "ступеньки" - возвышенности, на которых наиболее вероятно обнаружение неуловимых квазичастиц. Исследователи обнаружили, что, если некоторые из этих ступеней снимать с разных сторон, форма сигналов получается разной и относится друг к другу как зеркальные отражения.

Эту аномалию можно объяснить существованием майорановских фермионов, которые циркулируют в одном направлении. Следующий шаг ученых - сделать измерения, которые подтвердили бы, что материал нарушил симметрию относительно обращения времени. Это означает, что частицы должны были бы двигаться иначе, если бы стрела времени была теоретически обращена вспять. Если это подтвердится, то дителлурид урана будет единственным материалом - кроме сверхтекучего гелия-3, - который, как доказано, является хиральным нетрадиционным сверхпроводником.

<< Назад: Новая технология 3D-печати сложных объектов на основе целлюлозы 05.04.2020

>> Вперед: Зафиксировано снижение вибрации Земли 04.04.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Парус с подогревом 12.08.2005 Братья Грегори и Джеймс Бенфорд из Калифорнийского университета (США) усовершенствовали идею солнечного паруса. Парус из тонкой пленки, покрытой отражающим слоем, уже давно предлагают использовать для разгона космических аппаратов за счет давления солнечных лучей. Братья Бенфорд предлагают покрыть парус специальной краской, при нагревании испускающей газ - метан или водород. В результате парус получит еще и реактивную толкающую силу. Нагревать парус изобретатели намереваются с Земли, направляя на аппарат, выведенный на околоземную орбиту с апогеем около 300 километров, пучок микроволн мощностью 60 мегаватт. По расчетам, опирающимся на лабораторные опыты, такой луч за час разгонит космический корабль с парусом поперечником 100 метров до 60 километров в секунду, что позволит долететь до Марса вместо года примерно за месяц. Правда, пока самые мощные системы космической связи, используемые для контактов с зондом "Гюйгенс-Кассини", имеют мощность всего полмегаватта.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026