Aalto-yliopiston tutkijat ennustivat uuden kvanttiaineen olemassaolon

Tuloksella on merkitystä uusien kvanttiaineen olomuotojen etsinnässä ja mahdollisesti tulevaisuuden elektroniikan sovelluksissa.

Tutkijoiden ennustama topologisen suprajohteen olomuoto pinnalla. Punaiset nuolet kuvaavat magneettisia atomeja, esimerkiksi rauta-atomeja, jotka muodostavat säännöllisen rakenteen suprajohtavan metallin päälle. Topologisen suprajohtavan aluetta reunustavat yhteen suuntaa kulkevat reunatilat.

Aalto-yliopiston tutkijat onnistuivat ennustamaan, että matalissa lämpötiloissa esiintyvien suprajohteiden pinnat voivat muuttua topologisiksi suprajohteiksi, kun pinnalle asetetaan magneettisia rauta-atomeja säännölliseen muotoon. Uusimpiin matemaattisiin ja fysikaalisiin malleihin perustuvalla havainnolla on merkitystä uusien kvanttiaineen olomuotojen etsinnässä ja mahdollisesti tulevaisuuden elektroniikan sovelluksissa. Tulos julkaistiin juuri Physics Review Letters -tiedelehdessä.

Eksoottisia hiukkasia

Suprajohtavuudella tarkoitetaan ominaisuutta, jossa aineen resistiivisyys katoaa tietyssä lämpötilassa.

– Nykyisin tiedetään, että kvanttitilassa sähkövirta kulkee suprajohtavien metallien pinnoilla ilman vastusta. Tämä on mielenkiintoinen ilmiö, jota halusimme tutkia lisää. Topologiset suprajohteet eroavat tavallisista siinä, että niiden reunoilla kiertää jatkuvasti virtaa, jossa esiintyy eksoottisia hiukkasia, Majoranan fermioneja. Näistä hiukkasista saatiin luotettavia signaaleita kokeissa viime vuoden lopulla, kertoo akatemiatutkija Teemu Ojanen Aalto-yliopiston Kylmälaboratoriosta.

– Topologisesti suprajohtavan pinnan reunatilat ovat yhdensuuntaisia ja mahdollistavat siten virran kuljetuksen vain yhteen suuntaan. Reunatilojen lukumäärä ja suunta voivat kuitenkin vaihdella. Sitä voisi verrata liikenneympyrään, jossa kaistojen lukumäärä ja kulkusuunta voivat vaihdella, Ojanen jatkaa.

Majoranan fermioneilla on teoreettisesti ennustettu olevan ominaisuuksia, joiden avulla voidaan luoda monimutkaisia kvanttitiloja esimerkiksi palmikoimalla hiukkasia toistensa ympäri. Näin syntyneitä rakenteita voidaan hyödyntää tiedon koodaamiseen, ja niiden tulevaisuuden sovellusalueet lienevät kvanttitietokoneissa.

Lisätietoja:
Akatemiatutkija Teemu Ojanen
Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulun Kylmälaboratorio
[email protected]
Puh. 040 510 5406

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Aalto-yliopiston vesitutkimus
Tiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Suomalaisyrityksistä maailman vesivastuullisimmat – uusi tiekartta näyttää suunnan

Aalto-yliopiston, Luonnonvarakeskuksen ja VTT:n maa- ja metsätalousministeriön rahoituksella laatiman tiekartan tavoitteena on, että suomalaisyritykset ovat vuonna 2030 vesivastuullisimpia maailmassa.
Illustration on beige background: two students painting a big yellow lightbulb.
Tiedotteet, Opinnot Julkaistu:

Hae Aalto Thesis -projektiin: HSL - Ohjelmistotuotanto 2.0!

Aalto Thesis -ohjelman projektihaku maistereille on auki. Lue lisää HSL:n projektista ja hae mukaan!
Tiina Tuurnala, Alumna of the Year 2019, School of Engineering
Nimitykset, Tiedotteet Julkaistu:

Tiina Tuurnala Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulun Vuoden alumni 2019

”Nykyinen tehtäväni on mahtava näköalapaikka, jossa voin yhdessä muiden toimijoiden kanssa tehdä työtä kohti nollapäästöistä merenkulkua.”
Materiaali pohjautuu keväällä järjestettyyn kiiteltyyn luentosarjaan. Tekijät toivovat mukaan erityisesti nuoria, sillä heidän arjessaan sosiaalinen media on tiiveimmin mukana ja neljännes nuorista on joutunut kiusatuksi somessa.
Tiedotteet Julkaistu:

Ilmainen opiskelupaketti someilmiöistä: Mitä jokaisen tulisi tietää verkkohäiriköinnistä, someriippuvuudesta ja valeuutisista?

Materiaali pohjautuu kiiteltyyn luentosarjaan. Tekijät toivovat mukaan erityisesti nuoria, sillä heidän arjessaan sosiaalinen media on tiiveimmin mukana ja neljännes nuorista on joutunut kiusatuksi somessa.