Fermionlar Fermi-Dirak statistikasına və Pauli paylanma prinsipinə əməl edən zərrəciklərdir. Bunlara, elektron, kvarklar, və digər bəzi zərrəziklər aiddir. Bu zərrəciklərin bəziləri, elektron və kvarklar kimi,elementar zərrəciklərdir. Bəziləri isə mürəkkəb elementlər, məsələn proton, ola bilər. Relyavistik Kvant Sahə Nəzəriyyəsinə (QFT) əsasən tam spinli(1,2, və s.) zərrəciklər bozon, yarım(1/2 , 3/2, və s.) spinli zərrəciklər isə fermionlar adlanır.
1937-ci ildə İtalyan fizikaçı Ettore Majorana özünün apardığı hesablamarına əsasən yeni zərrəcik irəli sürdü. Bu hipofezə əsasən, elə bir zərrəcik var ki, bu zərrəciyin anti-zərrəciyi də özü olsun. Bu hal, yüksüz -1/2 spinə malik zərrəcik üzərində mümkün idi. Majorananın məşhur tənliyinə əsasən bu zərrəcik anti-zərrcəiyi ilə çarpışanda islah olmur. Bu yeni ideya o vaxtın texnoloji avadanlıqları ilə müşahidə oluna bilinmiridi.
Oktyabrın 2si Science jurnalında "Observation of Majorana Fermions in Ferromagnetic Atomic Chains on a Superconductor" adlı məqalə dərc edildi. Bu mənbəyə əsasən, geniş Pb səthi üzərində zəncirvari düzülən Fe atomlarının hər iki sonunda eyni zərrəciyə rast gəlinib.Elə, 1930cu illərdə aparılan hesablamara görə bu zərrəciyin paylanma ehtimalı uzun zəncirvari atom düzülüşünün ucları idi.
Bu kəşf, 80 illik araşdırmanı bitirdi. Hətta, biraz tez tapılsaydı, 2 gün sonra elan ediləcək Nobel mükafatına layiq görülə bilərdi. Bəlkə də, müraciət ediblər. Bundan əlavə, bu zərrəciyin kvant aləmində çoxlu tətbiqləri olacağı ehtimal edilir
İlk öncə, kvant komputerləri bu zərrəcikdən istifadə edəcək. İndiyə kimi, araşdırmalarda elektronlar istifadə edilib. Elektron eynia anda 1 və 0 ola biləcəyi üçün (superpozisiya prinsipi) əlverişli zərrəcik idi. Lakin, bəzi problemlər yaranırdı. Mənfi yüklü olduğu üçün ətraf mühitlə dərhal əlaqəyə girirdi. Bəzən, anti-zərrəciklə (pozitron) toqquşub, isla olunurdu.Buna görə də, elektron əsaslı çiplər nanokelvin skalasında soyuq, ətrafdan izolə olunmuş mühitdə çalışırdı. Yeni tapılan Majorana fermionu isə bu problemlərə həll ola bilər. Əvvəla, neytral yüklü olduğu üçün ətrafdakı elektromaqnetik sahə ona təsir etməyəcək. Üstəlik, anti-zərrəciyi(yəni, özü) ilə çarpışdıqda daha stabil reaksiya baş verir.
İndi, mühəndislər bu yeni tapılmış zərrəciyin kvant komputerlərində, kvant informasiya daşınma üsullarında istifadə etməyin yollarını araşdırır.
Kredit: Princeton University
