马约拉纳(Majorana)零模是一类定域准粒子,科学家普遍认为马约拉纳费米子将会为拓扑量子计算带了巨大的前景。科学家常常利用隧道光谱学来识别马约拉纳零模的存在,如果该模型在微电导中是一个零偏置峰,就确认为马约拉纳零模。在0 K温度时,Majorana零偏压峰的高度被预测为量子化普通电导值(2e2/h),这就是著名的马约拉纳对称性预测,该预测的直接结果是:粒子是它自身的反粒子。Majorana对称性同时也保证了量子化不受隧道耦合中无序、相互作用和变化的影响。
然而,先前的实验大多显示零偏压峰比2e2/h小得多,该值远小于马约拉纳对称性理论预测值。因此通过实验直接观测马约拉纳零偏压峰值高度接近2e2/h是实现马约拉纳零模量子化的关键,也是对马约拉纳对称性预测的一个最直接的证明。
2018年3月28日,荷兰代尔夫特理工大学张浩(现在清华大学任职副教授)等人在Nature 在线发表题为“Quantized Majorana conductance”的研究论文,该研究捕捉到迄今为止最令人信服的证据,即在一种特殊的超导体中潜伏着不寻常的粒子。这一结果证实了近十年前首次作出的理论预测。这种量子化电导平台的观测不仅再一次强有力的证明了马约拉纳零模(Majorana zero-modes)的存在,而且为今后的实验设计提供给了一个平台。该项成果进一步地促进拓扑量子计算的发展。
2020年4月29日,Nature 在线发表了题为“Editorial Expression of Concern: Quantized Majorana conductance”的关注文章,文章作者提醒Nature文章数据有问题,这将对可靠得出的结论产生影响。Nature 正在与作者合作解决此问题,但与此同时,告诫读者不要使用本研究的结果。
2021年3月8日,该文章被撤稿,撤稿声明指出:
我们报告了在2e2/h的电导达到平稳状态,我们将其解释为存在Majorana零模式的证据。但是,Sergey Frolov和Vincent Mourik指出,在提供给他们的原始测量数据与论文中发表的数据之间存在一些不一致之处。因此,我们为原始测量重新分析了所有现有的原始数据,并重建了原始实验设置以重新校准电导值。我们建立了两个图中的数据(图2a和扩展数据图4b)已针对电荷跳变进行了不必要的校正(本文中未明确提及的校正),并且图中的一个轴未正确标记(图4b)。新的电导率校准将平稳值偏移了8%,高于2e2/h,这会影响所有数据。
当在整个参数范围内重新绘制数据时,包括先前无法使用的范围,则点在2 sigma误差线之外。因此,我们不能再要求观察到量化的Majorana电导,而是希望撤回该文章。在通知Nature 这项决定之后,Nature 启动了撤回程序。
参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2252-6
https://www.nature.com/articles/nature26142
https://www.delta.tudelft.nl/article/landmark-article-qutech-researchers-under-scrutiny
https://qutech.nl/2020/05/16/expression-of-concern-about-quantized-majorana-conductance-publication/
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03373-x
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