понедельник, 16 апреля 2012 г.

Получены первые признаки существования фермиона Майораны

Получены первые признаки существования фермиона МайораныМайорановский фермион, существование которого было предсказано в 1937 году и который является античастицей самого себя, подал первые признаки жизни в экспериментах с использованием сверхпроводящей нанонити из антимонида индия.

Фермионы Майораны интересны не просто как абстрактные новые элементарные частицы — в первую очередь они ценны для космологии. Существуют теоретические соображения, по которым значительная часть так называемой тёмной материи является фермионами Майораны. И это позволяет избавиться от парадокса барионной асимметрии Вселенной, того необъяснимого с точки зрения современной космологии факта, что в наблюдаемой Вселенной обычная (барионная) материя наличествует, а антиматерии практически нет. Кроме того, на основе этих частиц будто бы можно построить максимально стабильный квантовый компьютер. Вот почему, кстати, рассматриваемое исследование наполовину финансировалось корпорацией Microsoft, увидевшей в проекте практический интерес.

Ну а обнаружить удалось скорее квазичастицу: коллективные потоки электронов могут вести себя как фермионы Майораны, и это не то, чем, к примеру, может являться нейтрино, если оно является фермионом этого типа. Чтобы зарегистрировать признаки такой квазичастицы, исследовательская группа Лео Коувенховена и его коллег из Делфтского технического университета (Нидерланды) создала специальный транзистор. Если в стандартном транзисторе приложение напряжения к металлическом электроду, являющемуся логическим элементом, приводит к тому, что ток проходит через полупроводник между двумя другими металлическими электродами, то из теории следует, что, заменив один из вторичных электродов сверхпроводником и подавая ток через специальную полупроводниковую нанонить под действием магнитного поля, можно добиться от электронов в этой нанонити коллективного поведения, показывающего, что на противоположном конце нити присутствуют фермионы Майораны. Так, достаточное количество энергии у электрона позволит ему пройти через фермион Майораны, который теоретически должен находиться на другой стороне нанонити. Если же послать ток через нормальный электрод к сверхпроводящему электроду без магнитного поля, воздействующего на последний, то электроны будут отскакивать от сверхпроводника, так как их энергии не хватит для прохождения через фермион. Таким образом, ток на сверхпроводящем электроде не появится, и напряжение на нём будет равно нулю. А вот включение магнитного поля позволит электронам войти в сверхпроводник и вызвать на выходе скачок напряжения, отмечаемый приборами.

Этот скачок и обнаружила группа профессора Коувенховена. Как только исследователи убирали магнитное поле или меняли второй электрод на сверхпроводящий, условия, теоретически необходимые для существования квазичастиц типа фермионов Майораны, исчезали, а вместе ними пропадал и предсказанный теоретически скачок напряжения. Таким образом, удалось экспериментально исключить любую вероятность того, что наблюдаемый скачок напряжения вызван иными причинами, а значит — надёжно (хоть и не напрямую) зарегистрировать присутствие фермиона Майораны.

Несколько неожиданным стало лишь то, что предполагавшийся теорией скачок напряжения почему-то оказался в 20 раз меньше предсказанного. Проблема, по мнению исследователей, в том, что пределы чувствительности оборудования очень близки к тем значениям напряжения, которые были получены в ходе эксперимента.

Практическое применение этих экзотических частиц может быть весьма многообещающим. Дело в том, что, согласно теоретически предсказанным свойствам фермионов Майораны, при изменении их взаимного расположения они «запоминают» свои предыдущие позиции. То есть их можно использовать для записи информации на квантовом уровне, что повысит ёмкость накопителей до теоретического предела.

Подготовлено по материалам Делфтского технического университета и arXiv-препринта.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Компьютеры":

Создана модель компьютера, в котором вычисления осуществляются при помощи крабов
Логические элементы, использующие массовидное поведение крабов, были применены группой японских исследователей под руководством Юкио-Пегги Ганджи из Университета Кобэ в модели «бильярдного компьютера». Изучение нестандартных видов логических элементов и логических вентилей насущно необходимо, чему несколько причин. Первая относится скорее к теории: современные компьютеры чудовищно неэффективны в...
  (читать дальше)

Продажам планшетов в 2012 году пророчат двукратный рост
Компания Gartner сделала прогноз по мировому рынку планшетных компьютеров на ближайшие пять лет. В 2011-м, по оценкам Gartner, по всему миру было реализовано около 60,0 млн планшетов на различных программно-аппаратных платформах. На iPad пришлось приблизительно 40,0 млн штук; доля Apple составила 67%. Производители Android-планшетов сообща реализовали 17,3 млн устройств, заняв примерно 29% рынка...
  (читать дальше)

HGST выпускает первые в мире винчестеры на 4 Тб корпоративного класса
Компания HGST (ранее — Hitachi Global Storage Technologies), купленная фирмой Western Digital, представила сегодня жёсткие диски Ultrastar 7K4000 корпоративного класса. Винчестеры выполнены в формфакторе 3,5 дюйма; для подключения к компьютеру служит интерфейс Serial ATA 3.0 (6 Гбит/с). Объём буфера равен 64 Мб; скорость вращения шпинделя — 7 200 об/мин. Заявленное среднее время наработки на отк...
  (читать дальше)

Новая модель iPhone, вероятно, выйдет осенью
Компания Apple представит новую модель коммуникатора iPhone в октябре, а не в июне, как предполагалось. По крайней мере такую информацию распространяют «осведомлённые сетевые источники». Сообщается, что смартфон получит новый корпус Unibody, 1 Гб оперативной памяти и, вероятно, модифицированный процессор A5X. Чип этого семейства, оснащённый двумя вычислительными ядрами и четырёхъядерным графичес...
  (читать дальше)

Самовосстанавливающаяся плёнка Toray защитит гаджеты от царапин
Японская компания Toray Advanced Film приступает к производству специальной самовосстанавливающейся плёнки, призванной защитить портативные электронные устройства от царапин. По заявлениям разработчиков, небольшие повреждения исчезают с плёнки при комнатной температуре за десять секунд или быстрее. Царапины глубиной больше защитного слоя не залечиваются. Светопропускание плёнки превышает 90%; ...
  (читать дальше)

Microsoft скупает интеллектуальную собственность AOL
Компания AOL объявила о заключении сделки по продаже корпорации Microsoft крупного пакета патентов. В распоряжение Microsoft перейдут более 800 патентов и патентных заявок AOL. Сумма сделки составит $1,056 млрд наличными, а завершить передачу интеллектуальной собственности AOL рассчитывает до конца 2012 года, после получения необходимых разрешений со стороны регулирующих органов. После продажи...
  (читать дальше)

Toshiba представляет платформу NPEngine для систем потокового видеовещания
Корпорация Toshiba объявила о разработке аппаратной платформы NPEngine для корпоративных пользователей, оперирующих системами потокового видеовещания. По заявлениям Toshiba, NPEngine позволяет одновременно транслировать большое количество видеопотоков, не задействуя процессоры и оперативную память серверов. Контент доставляется напрямую с накопителей в IP-сеть, что существенно снижает нагрузку н...
  (читать дальше)

Intel разрабатывает планшет StoryBook для развивающихся стран
Корпорация Intel готовит планшетный компьютер StoryBook, который будет выпущен во второй половине года. Об этом сообщает DigiTimes, ссылаясь на источники среди ПК-производителей. Отмечается, что основой StoryBook станет аппаратная платформа Medfield, включающая 32-нанометровое ядро Atom Z2460 с небольшим энергопотреблением и тактовой частотой 1,6 ГГц. По производительности графической подсистемы...
  (читать дальше)

Chrome и Internet Explorer почти сравнялись по популярности
Компания StatCounter оценила расстановку сил на мировом рынке браузеров по состоянию на начало апреля 2012 года. Доля Internet Explorer за год сократилась практически на 12%: если в апреле 2011-го обозреватель Microsoft занимал 44,5% глобального рынка, то теперь — 32,6%. На втором месте находится Chrome с 32,2%. Годом ранее браузеру компании Google отдавали предпочтение 18,3% владельцев компью...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)