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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Добыча железа на Марсе 09.08.2022 Австралийские исследователи из Технологический Университет Суинберн разработали технологический процесс для производства железа на Марсе. Они предлагают использовать в качестве источника энергии концентрированный солнечный свет, а железо добывать из реголита с помощью карботермического восстановления. Эксперименты на марсоходе Perseverance продемонстрировали возможность добычи на Красной планете кислорода посредством электролиза углекислого газа (CO2). Во время этого процесса в качестве побочного материала выделяется большое количество монооксида углерода (CO). Исследователи предлагают объединить установку по добыче кислорода с производством железа, чтобы использовать побочные продукты. В своих расчетах ученые показали, что горячий газ, полученный в результате электролиза углекислого газа, будет богат CO (91%). Его можно использовать для предварительного нагрева реголита. Кроме того, конденсируя монооксид, можно получать чистый углерод. Исследователи проанализировали состав марсианского реголита (грунта) и обнаружили, что при добавлении к нему 10% углерода при температуре 1120 °C и давлении 7 мбар (давление атмосферы на Марсе) можно получить жидкое железо с конверсией 99,9%. При этом сплав будет содержать небольшое количество примесей углерода, кремния, фосфора и хрома. Полученный материал можно будет использовать для независимого производства различных машин и устройств для колонии на Марсе. Технология основана исключительно на местных материалах и не требует доставки грузов с Земли.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026