Takzvaný Majoranův fermion má být současně i svojí vlastní antičásticí.

Takzvaný Majoranův fermion má být současně i svojí vlastní antičásticí. | zdroj: messagetoeagle.com


Andělská částice, která je zároveň svou antičásticí, skutečně existuje. Vědci ji objevili při laboratorních experimentech

TÉMATA: fyzika | kvantová fyzika | antihmota

user-avatar

Yvonne K.

13. 09. 2017 | 12:00

Tým vědců z Stanfordovy a Kalifornské univerzity potvrdil existenci Majoranových fermionů – částic, které jsou zároveň svými antičásticemi. Druh částice, kterou objevili, však nazývají andělskou. V budoucnu by tyto částice mohly posloužit k sestrojení ještě robustnějších kvantových počítačů.

V roce 1928 britský fyzik Paul Dirac předpověděl, že každá základní částice má svou antičástici – dvojče s opačným nábojem. Současně upozornil  že kdyby se částice a antičástice setkaly, došlo by k jejich zániku, při kterém by se uvolnila nesmírná energie. O pár let později byla objevena první částice antihmoty – pozitron, který je antičásticí elektronu, a antihmota se rychle stala součástí popkultury. Ettore Majorana  byl italský teoretický fyzik, který pracoval v oblasti neutrinové fyziky. 25. března 1938 zmizel za záhadných okolností, při plavbě lodí z Palerma do Neapole.

Později v roce 1937 přišel italský fyzik Ettore Majorana s dalším převratným objevem, když oznámil, že některé částice ze skupiny fermionů, mezi něž patří proton, neutron, elektron, neutrino a kvark, jsou si samy také svými antičásticemi. Po svém objeviteli dostaly název Majoranovy fermiony.

Nyní, po osmdesáti letech bádání mohou vědci konečně potvrdit existenci Majoranova fermionu. Objevili ho výzkumníci ze Stanfordovy univerzity a Kalifornské univerzity v sérii laboratorních experimentů prováděných na exotických materiálech. Šou-čcheng Čang ze Stanfordovy univerzity

"Náš tým předpovídal přesně, kde najít Majoranův fermion a kde hledat důkaz jeho existence. Tento objev uzavírá jeden z nejintenzivnějších úkolů v posledních 80 letech historie fyziky," řekl Šou-čcheng Čang ze Stanfordovy univerzity.  

Ačkoli se hledání slavného fermionu zdá být víc intelektuální nežli praktické, Čang upozorňuje, že by to mohlo mít skutečné důsledky pro konstruování robustních kvantových počítačů, ačkoli jde o dosti vzdálenou budoucnost. Robustní kvantové počítače jsou hudbou budoucnosti.

Tento speciální druh Majoranova fermionu, který výzkumný tým pozoroval, je znám jako "chirální" fermion, protože se pohybuje podél jednorozměrné cesty v jednom směru. Zatímco experimenty, které jej produkovaly, bylo extrémně obtížné vymyslet, připravit a uskutečnit, signál, který vyvolaly, byl jasný a jednoznačný, uvedli vědci. 

"Zdá se, že je to opravdu jasné pozorování něčeho nového," připustil i teoretický fyzik a laureát Nobelovy ceny Frank Wilczek, jenž se výzkumu nezúčastnil. "Není to v podstatě překvapující, protože fyzici si dlouho mysleli, že z druhů materiálů použitých v tomto experimentu by mohly vzniknout Majoranovy fermiony. Ale oni spojili několik prvků, které předtím nebyly takto pohromadě. To, že toto vše pak zorganizovali tak, aby bylo možné tento nový druh kvantové částice pozorovat jasně a zřetelně, je skutečným milníkem vědy," dodal. Majoranův fermion na konci nanodrátku z atomů železa.

Andělská částice

Podle Čanga by mohly být ve vzdálené budoucnosti Majoranovy fermiony použity na výstavbu robustních kvantových počítačů, které by nezatěžovaly prostředí svým hlukem,  což bylo dosud velkou překážkou jejich vývoje. Vzhledem k tomu, že každý Majoranův fermion  je v podstatě polovina subatomové částice, mohl by být jeden kvantový bit uložen ve dvou široce oddělených Majoranových fermionech, čímž se sníží možnost, že by je něco mohlo narušit a způsobit, že ztratí informace, které v sobě nesou. Film Andělé a démoni natočený podle knihy Dana Browna

Pro chirální Majoranův fermion, jenž jeho tým objevil, Čang navrhl prozatímní jméno –  "andělská částice". Odkazuje tím k zfilmovanému bestselleru Dana Browna Andělé a démoni, ve kterém spolek iluminátů osnovuje vyhodit Vatikán do povětří pomocí časované bomby, jejíž výbušná síla se zakládá právě na anihilaci hmoty a antihmoty. Jak ale vědec poznamenal, na rozdíl od knihy jsou v kvantovém světě Majoranových fermionů pouze andělé a žádní démoni.

 

user-avatar

Yvonne K.

13. 09. 2017 | 12:00

> ExtraStory   |   Inzerce