08.04.2013

Новый опыт подтверждает регистрацию фермиона Майораны

Фермионы Майораны являются одновременно собственными античастицами. Чтобы быть такими истинно нейтральными частицами, они не только электрически индифферентны, но и лишены магнитного момента, барионного и лептонного чисел, изотопического спина, странности, очарования, прелести, истинности, цвета и т. п.

Из этого очевидно, что обнаружить их очень сложно, и понятно, почему многие физики рассчитывают на них как на компонент тёмной материи и объяснение феномена доминирования барионной материи над антиматерией.

Хотя предсказаны эти частицы были в 1937 году, первые признаки существования майорановских фермионов были получены экспериментально лишь в 2012-м, три четверти века спустя. Тогда при нулевом вольтаже в наноразмерном проводе появился ток — нечто с точки зрения логики вполне невероятное. Однако если майорановские фермионы в форме гибрида электрона и позитрона существуют и мы поместим их на противоположные концы провода, то в нём возникнет «безэлектронная дыра», которая и породила в прошлогоднем опыте короткоживущий ток. При всей успешности эксперимента это, конечно, не прямое обнаружение: из описанного выше очевидно, что найти фермион куда сложнее, чем даже легконогое нейтрино.

Теперь Дейл Ван Харлинген (Dale Van Harlingen) и его коллеги по Иллинойсскому университету в Урбане и Шампейне (США) сумели, как представляется, подтвердить то, что в прошлогоднем эксперименте были зафиксированы признаки именно фермионов. Авторы нынешней работы создали сходную экспериментальную установку, только проводок сделали ещё короче. А напряжение варьировали, то повышая, то снижая. Если фермионы Майораны существуют, теоретически они должны были породить квантовые волны, связанные с каждым из фермионов, и взаимное наложение этих волн (их интерференция) обязано показать два дополнительных пика в напряжении, не являющихся напрямую продуктом деятельности экспериментальной установки.

Так и вышло: на графике обнаружились два кратковременных скачка. «Это усиливает нашу веру в то, что это действительно физика, связанная с Майораной, — умеренно ликует Санкар Дас Сарма (Sankar Das Sarma), американский исследователь, предсказавший такой двойной пик в декабре 2012 года и обеспечивший тем самым теоретическую канву для рассматриваемого эксперимента. — Я пока не готов заявить, что поставлю всю свою зарплату на это, но я всё ближе к такой позиции».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам NewScientist.

Александр Березин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА