Los fermiones de Majorana son partículas que son sus propias antipartículas. En la física de la materia condensada, Los fermiones de Majorana de energía cero obedecen a estadísticas no abelianas, y se puede utilizar en computación cuántica topológica tolerante a fallos. Por tanto, son objeto de amplios estudios. Sin embargo, como los fermiones de Majorana no llevan carga eléctrica, detectarlos experimentalmente sigue siendo un desafío. Un estudio de ruido actual proporciona ahora un método directo para la detección de estas nuevas partículas.

El papel, titulado "Ruido actual en una unión de Josephson topológica, "fue publicado en CIENCIA CHINA Física, Mecánica y Astronomía , cuyos autores correspondientes son el Prof. Hua Jiang de la Universidad de Soochow y el Prof. X. C. Xie de la Universidad de Pekín. Usando el método de la función de Green en no equilibrio, los autores analizan la corriente a través de una unión de Josephson topológica y los ruidos de corriente relacionados, revelando la relación entre la existencia de fermiones de Majorana y el ruido de corriente de no equilibrio.

Se ha predicho que una unión de Josephson topológica puede albergar dos estados ligados a Majorana de energía cero en sus interfaces si se rompe la simetría de inversión del tiempo. Estos estados ligados dan lugar a dos relaciones periódicas de fase de energía de 4π que corresponden a diferentes paridades y se cruzan entre sí. Tales relaciones de fase de energía conducen a un efecto Josephson fraccional de la misma periodicidad. Sin embargo, en un sistema realista, la brecha de energía infinitesimal abierta por el efecto de tamaño finito restaurará la periodicidad 2π. En desequilibrio, los estados ligados a Majorana pueden superar esta brecha de energía bajo un sesgo V. El trabajo teórico ha predicho que el ruido actual exhibe un pico en ω =eV debido al acoplamiento entre los estados ligados a Majorana y el continuo. Sin embargo, Estos estados ligados a Majorana también podrían acoplar el continuo después de que ocurra un proceso de múltiples reflexiones de Andreev en las interfaces, dando lugar a nuevos fenómenos.

Basado en el método de función de Green de no equilibrio, los investigadores estudiaron el efecto de las múltiples reflexiones de Andreev tanto en ausencia como en presencia de un voltaje de polarización de CC. Muestran que el ruido de equilibrio y la corriente de equilibrio exhiben la misma periodicidad 2π que en las uniones convencionales debido al efecto de tamaño finito. Sin embargo, las caídas del ruido de equilibrio indican la firma del efecto fraccionario de Josephson. Por otra parte, las múltiples reflexiones de Andreev indujeron picos de ruido de no equilibrio de frecuencia finita que apareció en ω =neV, proporcionando una prueba para la detección experimental de estos estados ligados a Majorana.