🔬 Новости науки. Немагнитные примеси помогают обнаружить майорановские нулевые моды в сверхпроводниках

Майорановские нулевые моды (MZM), локализованные в вихрях топологических сверхпроводников, рассматриваются как перспективные объекты для организации отказоустойчивых квантовых вычислений. Однако их экспериметальное обнаружение затруднено: энергетический зазор, отделяющий MZM от обычных уровней (состояний Кароли-де Жена-Матрикона), ничтожно мал, из-за чего сигналы сливаются. Традиционно считается, что любой беспорядок лишь усугубляет проблему. Международный коллектив ученых, в состав которого вошли сотрудники лаборатории теоретической физики конденсированного состояния вещества кафедры ФТТиН, возглавляемой канд. физ.-мат. наук, доцентом Андреем Валерьевичем Красавиным, с помощью микроскопического подхода Боголюбова–де Жена показал обратное: немагнитные примеси могут существенно облегчить детектирование майорановских состояний. Работа опубликована в высокоимпактном журнале Research (ИФ = 10.9).

🎯 Ключевые результаты (моделирование):
• Немагнитные примеси не подавляют, а наоборот, увеличивают энергетическую щель между MZM и другими возбуждениями в коре вихря. 📈
• Механизм основан на разной природе состояний: MZM топологически защищены и устойчивы к локальным возмущениям (их энергия остается нулевой), тогда как энергии обычных состояний под действием потенциала примеси смещаются.
• Опровергнуто распространенное мнение, что для обнаружения MZM необходимы материалы с большим отношением сверхпроводящей щели к энергии Ферми.
• Специально созданные центры пиннинга (дефекты) в обычных s-волновых сверхпроводниках могут служить эффективным инструментом для обнаружения MZM.

🌟 Общий вывод: Вместо поиска идеально "чистых" систем с экзотическими параметрами, авторы предлагают инженерный подход - использовать контролируемое введение немагнитных дефектов. Это делает экспериментальное наблюдение майорановских мод возможным в более доступных гибридных сверхпроводящих структурах, что критически важно для развития квантовых вычислений.

📄 С публикацией можно ознакомиться по ссылке: https://doi.org/10.34133/research.1087

#наука #новостикафедры #сверхпроводникиВделе