有趣的问题,香港科技大学物理学系讲座教授戴希老师撰文探讨手性马约拉纳费米子的最新实验数据。
在讨论手性马约拉纳费米子的实验之前,有必要了解一些磁学预备知识。铁磁体系中的磁化强度变化,会导致磁滞回线的出现,这是由两种磁化指向的磁畴之间的相对变化导致的。
手性马约拉纳费米子的理论预言,是基于磁性拓扑绝缘体与超导薄膜形成异质结时的物理现象。在实际材料中,退磁过程会经历从拓扑态到平庸态的转变,这一过程中,纵向电导会表现出特定的平台,这与理论预测相符合。
然而,在实际样品中,不完美的实验条件导致了半整数平台的出现,这可能是由其他效应引起的,与手性马约拉纳费米子无关。因此,仅仅看到半整数平台是不够的,还需要进一步证明这个平台是由手性马约拉纳费米子导致的。
在实验中,通过将磁场加大到超导膜的上临界场之上,破坏超导性后,发现体系的纵向电阻又回到了半整数平台。这是排除平庸机制的关键实验证据,表明之前的半整数平台可能是由手性马约拉纳费米子机制导致的。
综上所述,手性马约拉纳费米子的实验不可重复性问题与实验条件、实验技术等多方面因素有关。尽管存在争议,但手性马约拉纳费米子的理论预言和实验观察仍是凝聚态物理研究中的重要进展。