Ettore Majoranas Spiegelwelt: Majorana‐Quasiteilchen in Supraleiter‐Halbleiter‐Nanodrähten. Issue 5 (2nd September 2019)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Pfaff, Wolfgang; Wimmer, Michael
• Is Part Of: Physik in unserer Zeit. Volume 50:Issue 5(2019:Sep.)
• Page Start: 232
• Page End: 238
• Publication Date: 2019-09-02
• Subjects: Majorana‐Quasiteilchen -- Majorana‐Zustand -- nicht‐abelsches Anyon -- topologischer Supraleiter -- Vortex -- Halbleiter‐Nanodraht -- Proximity‐Effekt -- Braiding -- Quantenbit; Physics -- Periodicals; Science -- Periodicals; 530
• DOI: 10.1002/piuz.201901546
• Languages: English
• ISSNs: 0031-9252

Abstract

Zusammenfassung: Majorana‐Fermionen sind zugleich ihr eigenes Antiteilchen, folglich dürfen sie keine elektrische Ladung besitzen. Ob es sie in der Natur gibt, ist offen. Theoretisch sind sie aber als Quasiteilchen in Festkörpern erzeugbar. Topologische Supraleiter könnten ein dafür geeignetes System sein. Experimentell sind sie durch eine Art Feldeffekt‐Transistor‐Anordnung herstellbar. Dessen Kanal besteht aus einem Halbleiter‐Nanodraht, der teilweise mit einem Supraleiter beschichtet sein muss. An der Grenzfläche entsteht ein topologischer Supraleiter, in dem Majorana‐Zustände theoretisch realisierbar sind. Experimentell gibt es inzwischen starke Indizien dafür, doch eindeutig nachgewiesen ist ihre Existenz noch nicht. Diese Majorana‐Zustände sind nicht allein für die Grundlagenforschung interessant. Sie versprechen auch räumlich verteilte und damit gegen lokale Störungen besonders stabile Quantenbits für Quantencomputer. Deshalb ist die Quanten‐Informationstechnologie stark an den Majorana‐Zuständen interessiert. Abstract : Majorana‐Fermionen sind zugleich ihre eigenen Antiteilchen, folglich dürfen sie keine elektrische Ladung besitzen. Ob es sie in der Natur gibt, ist offen. Derzeit wird erforscht, ob sie als Quasiteilchen erzeugbar sind, also als Simulation im Festkörper. Topologische Supraleiter könnten ein dafür geeignetes System sein. Majorana‐Quasiteilchen sind nicht nur physikalisch faszinierende Objekte, sie versprechen zudem besonders stabile Quantenbits für die Quanten‐Informationsverarbeitung.