Ново истражување на Универзитетот Корнел внесува јасност во една од поинтересните расправи во физиката на квантните материјали: дали рутениум трихлорид навистина покажува траги од Мајоранови фермиони, честички што би можеле да бидат важни за идните квантни компјутери.
Во 2018 година, истражувачи во Јапонија објавија резултати според кои во овој материјал се појавува квантизиран термален Холов ефект. Таков сигнал беше толкуван како можен доказ дека топлината ја носат Мајоранови фермиони, необични квантни честички кои се сопствени античестички. Токму поради нивната потенцијална стабилност, тие одамна се сметаат за привлечни кандидати за создавање отпорни кубити.
Но, резултатот предизвика и сомнеж. Рутениум трихлорид е изолатор, а во изолатор топлината главно се пренесува преку вибрации на кристалната решетка, а не преку наелектризирани електрони. Затоа беше нејасно како магнетно поле би можело да го „сврти“ протокот на топлина на начин сличен на Холовиот ефект. Дел од научниците претпоставуваа дека сигналот можеби не доаѓа од егзотична квантна физика, туку од дефекти или нечистотии во примероците.
Тимот од Корнел, предводен од физичарот Бред Рамшо, пристапил кон проблемот од друг агол. Наместо само да мери како се движи топлината, истражувачите следеле како низ материјалот патуваат звучни бранови. Тие бранови се поврзани со фонони, односно колективни вибрации на кристалната решетка што можат да пренесуваат топлина.
Ултразвучните мерења покажале дека фононите во магнетно поле не се движат едноставно право низ материјалот, туку нивната поларизација ротира. Овој акустичен Фарадеев ефект упатува на присуство на таканаречена Холова вискозност, својство што може да го отклони топлинскиот тек без да се повика ниту на Мајоранови фермиони, ниту на случајни нечистотии.
Според резултатите, објавени во списанието Nature, претходно забележаниот термален Холов ефект во α-RuCl3 потекнува од хирални фонони, односно ротирачки вибрации на кристалната решетка. Тоа значи дека материјалот навистина покажува внатрешен, необичен квантен ефект, но не оној што првично беше предложен.
Откритието ја намалува веројатноста дека рутениум трихлорид е директен пат кон Мајоранови кубити, но отвора друга важна можност. Методот со звучни бранови може да стане нова алатка за испитување тешко достапни состојби на материјата и за разликување меѓу вистински квантни ефекти и сигнали што настануваат од несовршености во примероците.
