ตัวนำยิ่งยวดชนิดใหม่ไม่สามารถตัดสินใจเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าได้ กระแสไหลผ่านภายในโดยไม่มีความต้านทานใดๆ เช่นเดียวกับตัวนำยิ่งยวดทั่วไป แต่ผิวหนังของมันมีลักษณะเหมือนโลหะ นำไฟฟ้า แต่มีความต้านทานอยู่บ้างSKIN DEEP สารนี้อาจซ่อนอนุภาคแปลกใหม่ที่หลบเลี่ยงนักวิทยาศาสตร์มานานกว่าเจ็ดทศวรรษ Majorana fermions ที่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมวัสดุจึงมีพฤติกรรมเหมือนโลหะที่พื้นผิวและเหมือนตัวนำยิ่งยวดที่อยู่ด้านใน
SATOSHI SASAKI และ YOICHI ANDO, มหาวิทยาลัยโอซาก้า
บุคลิกภาพที่แตกแยกนี้ ซึ่งอธิบายไว้ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ ที่กำลังจะมีขึ้น อาจเป็นฝีมือของบางสิ่งที่แปลกซ่อนอยู่บนพื้นผิว — ตัวตนสองมิติที่ประพฤติตัวเหมือนมารานาน่าเฟร์เมียน เสนอครั้งแรกเมื่อกว่า 70 ปีที่แล้ว เฟอร์มิออน Majorana เป็นอนุภาคประเภททฤษฎีที่เป็นปฏิปักษ์ของมันเอง อิเล็กตรอนและควาร์กและอนุภาคอื่นๆ ของสสารล้วนมีคู่ปฏิสสารคู่กัน
นักทฤษฎีบางคนที่สงสัยว่านิวตริโนเป็นปฏิปักษ์ของพวกมันเองจะรู้สึกตื่นเต้นที่จะพบหลักฐานว่าทุกสิ่งสามารถทำหน้าที่เหมือนมายานา fermion แม้แต่พื้นผิวของตัวนำยิ่งยวดในการศึกษาใหม่ คนอื่นหวังว่าอนุภาคดังกล่าวจะเป็นประโยชน์สำหรับการจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ชนิดใหม่
“สิ่งนี้ยอดเยี่ยมมาก” Robert Cava นักเคมีจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว “หวังว่ามันจะทำให้ผู้คนตื่นเต้นกับเนื้อหานี้”
Cava และเพื่อนร่วมงานเป็นคนแรกที่สร้างวัสดุดังกล่าว ซึ่งทำจากทองแดง บิสมัท และซีลีเนียมที่เคลือบชั้นเหมือนลาซานญ่า พวกเขาแสดงให้เห็นว่ามันเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิภายในไม่กี่องศาของศูนย์สัมบูรณ์ แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครพิสูจน์ได้อย่างแน่ชัดว่าความเป็นตัวนำยิ่งยวดนี้แตกต่างจากพันธุ์ที่ไม่เคยพบมาก่อนที่ค้นพบในสารปรอทเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อน
เพื่อตรวจสอบวัสดุ Yoichi Ando จากมหาวิทยาลัยโอซาก้าและเพื่อนร่วมงานในญี่ปุ่นได้ฉีดกระแสไฟฟ้าเข้าไปโดยใช้ลวดทองคำ อิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นนี้ที่พื้นผิวทำให้เกิดคลื่นพลังงาน ตัวนำยิ่งยวดทั่วไปมีจุดบอดในพื้นผิวซึ่งป้องกันไม่ให้เกิดระลอกคลื่นพลังงานต่ำและโยกเยกช้า แต่เมื่อมองใกล้ ๆ กับวัสดุนี้เผยให้เห็นทะเลคลื่นที่กระดอนขึ้นและลงทั้งเร็วและช้า
Ando กล่าวว่ารูปแบบของระลอกคลื่นนี้เป็น “หลักฐานที่ชัดเจน” ของประเภทของตัวนำยิ่งยวดที่ไม่เคยเห็นมาก่อน: ความเป็นตัวนำยิ่งยวดของทอพอโลยีซึ่งอิเล็กตรอนจะกลายเป็นคลื่นที่หล่อหลอมเป็นรูปร่างที่ซับซ้อนซึ่งคล้ายกับด้านนอกของโดนัท Ando กล่าว ดูเหมือนว่าคลื่นเหล่านี้จะมีพฤติกรรมเหมือนอนุภาคสองมิติที่แปลกใหม่ที่พื้นผิวของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Majorana fermions
“นี่เป็นหลักฐานที่ดีที่สุดสำหรับ Majorana fermions ในวัสดุที่เป็นของแข็ง” Taylor Hughes นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign กล่าว ถึงกระนั้น การทดลองใหม่นี้ไม่ได้เปิดเผยถึงการหมักแบบแบนด้วยตนเอง – มีเพียงอิทธิพลที่คาดคะเนเท่านั้น ยังไม่มีใครรู้วิธีตรวจจับพวกมันโดยตรงในของแข็ง ดังนั้น จึงอาจต้องใช้แหล่งหลักฐานทางอ้อมหลายๆ แหล่ง เพื่อสร้างกรณีที่ Majorana fermions มีอยู่ในเนื้อหานี้จริงๆ Hughes กล่าว
วิธีหนึ่งในการทดสอบแนวคิดนี้คือการใช้สนามแม่เหล็กเพื่อสร้างกระแสน้ำวนหมุนวนบนพื้นผิวของวัสดุ กระแสน้ำวนเหล่านี้ควรจะสามารถดักจับเชื้อ Majorana fermion และเผยให้เห็นว่าไม่อยู่ในจุดเดียว แต่ขยายระหว่างจุดสองจุดเหมือนแถบยาง
การแพร่กระจายในลักษณะนี้อาจทำให้ Majorana fermions มีประโยชน์สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม อุปกรณ์เหล่านี้เก็บข้อมูลในสถานะควอนตัมของอนุภาค ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเปราะบาง แต่ Majorana fermions สามารถถูกรบกวนได้โดยการโจมตีจุดปลายทั้งสองพร้อมกัน ทำให้พวกเขาแข็งแกร่งขึ้นซึ่งสามารถช่วยให้คอมพิวเตอร์ในอนาคตสามารถแก้ปัญหาที่อยู่ห่างไกลจากเทคโนโลยีในปัจจุบัน ปราศจากข้อผิดพลาด
แนะนำ : รีวิวหนังไทย | คู่มือพ่อแม่มือใหม่ | แม่และเด็ก | เรื่องผี | แคคตัส กระบองเพชร
