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Cientistas da Princeton estão relatando a primeira observação de Majorana fermion, uma partícula previsto pela primeira vez há 70 anos que se comporta como matéria e antimatéria, ao mesmo tempo.
Encontrar o férmions de Majorana levou apenas 77 anos e um shedload de hardware high-tech
A existência de tal partícula foi prevista pela primeira vez em 1937 pelo físico italiano Ettore Majorana, que propôs que uma partícula pode apresentar o comportamento da matéria e antimatéria, de tal forma que os dois se anulam mutuamente e existem em um estado estável, neutro .
Para testar isso, os cientistas de Princeton construída uma placa de base estriada de cristais ultra-puros de chumbo, e estabeleceu um fio de ferro puro, um átomo de largura e três átomos de espessura sobre um dos cumes.
Todo mundo deveria ter um microscópio de varredura-tunneling
O material foi então resfriado a -272 ° C - apenas cerca de um ponto acima do zero absoluto - e considerava-a usando um microscópio de varredura-tunelamento de dois andares de altura, montado sobre amortecedores anti-vibração. Só então eles foram capazes de vislumbrar a partícula elusiva, mais ou menos.
"Esta é a maneira mais direta de buscar a férmions de Majorana, uma vez que é esperado para sair na borda de certos materiais", disse Ali Yazdani, o professor de física, que liderou a equipe de pesquisa e publicou o artigo na revista Science.
"Se você quer encontrar essa partícula dentro de um material que você tem que usar um tal microscópio, que permite que você veja onde ele realmente é."
O microscópio foi capaz de acompanhar as mudanças de sinais elétricos ao longo do fio e avistou um sinal eletricamente neutro em cada extremidade, sinalizando a localização do férmions de Majorana. Yazdani disse que o experimento deve ser bastante fácil para outros boffins de reproduzir, porque ele não usa metais exóticos.
"O que é muito interessante é que ele é muito simples: é chumbo e de ferro", disse ele.
A descoberta pode ter um grande efeito sobre a viabilidade de sistemas de computação quântica. Obtendo átomos se comportar em um estado de superposição quântica, em que eles podem representar não uns e zeros, mas as duas coisas ao mesmo tempo, tem sido notoriamente difícil, mas um dos férmions de Majorana estável faria muito mais fácil.
Criação de partículas exóticas em um acelerador de partículas é tudo muito bem, Yazdani disse, mas torna quase impossível manipular. Esta nova técnica é mais estável e apropriado para a engenharia.
"Esta é mais excitante e pode realmente ser praticamente benéfico", disse Yazdani, "porque permite aos cientistas manipular partículas exóticas para potenciais aplicações, tais como a computação quântica." ®
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