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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Телевизионная приставка Pipo X7 16.12.2014 Китайская компания Pipo представила телевизионную приставку X7, которая по ряду параметров выделяется из общей массы доступных на рынке устройств данного типа. Обычно ТВ-приставки используют связку из ARM-процессора того или иного производителя и операционной системы Android. Pipo при создании X7 сделала выбор в пользу платформы Wintel. Аппаратной основой новинки служит Intel Bay Trail, она комплектуется 22-нм 4-ядерным процессором Atom Z3735F или Atom Z3736F. В первом случае номинальная/форсированная частоты равны 1,33/1,83 ГГц, во втором - 1,33/2,16 ГГц. Обработкой графики занят встроенный контроллер Intel HD Graphics. В оснащение Pipo X7 входят 2 Гбайт оперативной памяти, флеш-накопитель (его объем не обнародован), слот MicroSD, Ethernet-контроллер, адаптеры беспроводной связи Wi-Fi 802.11b/g/n и Bluetooth, четыре порта USB и интерфейс HDMI. Размеры составляют 188 ? 129 ? 25,6 мм, вес - 440 г. На приставку установлена операционная система Windows 8.1 with Bing. Это означает, что пользователи смогут не только работать с веб-сервисами и мультимедийными материалами, но и запускать традиционные Windows-приложения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025