Las partículas de Majorana han recibido mala publicidad:se tuvo que retractar un supuesto descubrimiento en nanocables ultrafríos. Ahora los físicos de Leiden abren una nueva puerta para detectar Majoranas en un sistema experimental diferente, la heteroestructura de Fu-Kane, anuncian en Cartas de revisión física .

Las partículas de Majorana son cuasipartículas:movimientos colectivos de partículas (electrones en este caso) que se comportan como partículas individuales. Si se detecta en la vida real, podrían usarse para construir computadoras cuánticas estables.

"Las majoranas son superposiciones de la mecánica cuántica, "explica Gal Lemut. Esta superposición, un tipo especial de combinación, comprende un electrón y un agujero (un lugar en un cristal donde falta un electrón.

"Las majoranas no tienen carga eléctrica, sin giro, y energía cero, ", agrega el coautor Michał Pacholski. Esto hace que no tener características definitorias sea una de sus características definitorias". Por lo tanto, es muy difícil detectar una Majorana, "dice Pacholski.

Majoranas pegajoso

Uno de los primeros sistemas en los que se predijo que existían, era la llamada heteroestructura Fu-Kane. "Es un aislante topológico en capas sobre un superconductor, "dice Pacholski. Aisladores topológicos, que conducen corriente solo en su superficie, han sido un foco importante de la investigación física reciente. Los superconductores son materiales que conducen la electricidad sin ninguna resistencia.

Investigaciones anteriores de Liang Fu y Charles Kane predijeron que Majoranas aparecerán cuando se coloque una heteroestructura Fu-Kane en un campo magnético. Los superconductores expulsarán campos magnéticos, a través del llamado efecto Meissner.

Esto significa que las líneas del campo magnético perforan el material superconductor en vórtices en forma de pilares, donde la superconductividad desaparece localmente. Majoranas se aferrará a estos vórtices, Fu y Kane predijeron. Hasta ahora, los experimentos han coincidido con sus predicciones, pero aún faltan pruebas definitivas para los Majoranas.

Un regreso bienvenido

Los teóricos de Leiden decidieron analizar las materias Fu-Kane, y demostró que agregar una corriente eléctrica podría marcar una diferencia crucial. "Las Majoranas se deslocalizan, "dice Lemut." Esto significa que se extienden más allá de sus vórtices, y podrían conocerse ".

Dado que las Majoranas son sus propias antipartículas, y pueden aniquilarse unos a otros, se podría esperar que esta interacción los destruyera. Pero según el periódico, este no es el caso:"Siguen existiendo como Majoranas separados, "dice Pacholski, "lo cual es bastante sorprendente".

El hallazgo puede acercar un paso más la detección y eventual uso de Majoranas. "El siguiente paso sería convencer a un físico experimental para que lo comprobara. No es difícil probar la existencia de Majoranas, pero nuestro artículo ofrece una firma clara:los huecos y los electrones dentro de las Majoranas interferirían entre sí. Esto le da un patrón de rayas característico, "dice Lemut.

Si detecta este patrón, eso significaría una remontada clara y bienvenida para la Majorana.