Физики из НИУ ВШЭ усомнились в недавнем эксперименте, где в гибридной структуре со сверхпроводником якобы зафиксировали объединение электронных пар на рекордном расстоянии 1,5 микрометра: тот же сигнал, по их мнению, может давать обычное прохождение электронов сквозь сверхпроводник. Ра Nature Physics.
Топологические изоляторы проводят ток только по тонкому поверхностному слою, а в объеме остаются диэлектриками, и потому считаются перспективными материалами для будущей электроники и квантовых технологий. Особый интерес представляет их контакт со сверхпроводниками. Оригинальная работа группы Цзюнья Фэна и Еити Андо сообщала о прорыве: в длинной проволоке топологического изолятора, середина которой касалась сверхпроводника, якобы удалось наблюдать объединение электронов в пары на рекордной дистанции.
В такой системе конкурируют два процесса. При кросс-андреевском отражении (CAR) электрон из одного контакта уходит в сверхпроводник и уводит с собой электрон из другого — вместе они образуют куперовскую пару. При упругом котуннелировании (ECT) электрон просто переходит из одного контакта в другой сквозь сверхпроводник. Эти процессы измеряют через нелокальную проводимость: при очень малых напряжениях ECT дает положительный вклад, CAR — отрицательный, а измеряется их разность.
Авторы оригинальной работы увидели, что проводимость отрицательна, и приписали это рекордному CAR. Но, как показали сотрудники факультета физики НИУ ВШЭ Евгений Тихонов и Вадим Храпай, напряжения в эксперименте были недостаточно малыми, и судить о доминирующем процессе лишь по знаку проводимости нельзя. Критику признали обоснованной и опубликовали в том же журнале в рубрике Matters Arising.
«Для нас было важно не столько указать на ошибку авторов, сколько напомнить сообществу, что и методология исследований, и проверка статей перед публикацией не идеальны», — отметил Храпай. По расчетам ученых, результат оригинальной работы невозможно объяснить без «самозатворного» эффекта, когда приложенные напряжения сами меняют условия движения электронов и создают иллюзию объединения пар. Окончательно разрешить спор, добавляют они, помогут дополнительные измерения — в частности, изучение дробового шума в системе.
Ранее ученый опроверг довод скептиков о смертельной радиации при полетах на Луну.