Klíčová studie, která prohlašuje, že poskytuje důkaz o kvaziparticích Majorana, obdržela rozsáhlou korekci pět let poté, co byla zveřejněna v časopise Věda. Dva vědci, kteří označili papír jako problematické, říkají, že oprava nestačí – spustí nejnovější spor v poli pronásledované kontroverzí.
Po celá desetiletí byli fyzici nuceni myšlenkou, že ultracold elektrony v mikroskopických zařízeních by se mohly chovat kolektivně, aby tvořily kvazipartiky odolné vůči šumu – jak environmentální poruchy, tak vlastní atomové žostling, které trápí všechny kvantové systémy. Odolnost těchto majorálů by z nich mohla učinit ideálními kandidáty na formování qubitů, informačních jednotek v kvantových počítačích, které jsou analogické s bity v klasických strojích. Studie, které prokázaly jejich existenci, se objevily krátké, i když nedávná odvážná tvrzení technologického gigantu Microsoft má nakreslené značné kontroly.
V září 2018 tým vedený Charlie Marcus, fyzik na University of University of Copenhagen, který tehdy také pracoval pro Microsoft, Zveřejnil rukopis na server předtisku arxiv To popsal nový přístup k generování majoranas. Vědci vyráběli nanowires z india arzenidu obklopeného skořápkou hliníku. Při použití malého magnetického pole pak změřili elektrické signály „konzistentní“ s páry majoranas, jeden na obou koncích každého drátu. O rok a půl později zahrnovaly teoretické simulace, které odůvodňují jejich výsledky, a studie byla zveřejněna v Věda.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Dva fyzici – Sergej Frolov, na University of Pittsburgh v Pensylvánii, a Vincent Mourik, nyní ve výzkumném centru Jülich v Německu – vyvolali otázky týkající se platnosti údajů a v červenci 2021, Věda aplikoval redakční výraz obav na papír varovat čtenáře před potenciálními problémy. Teď, Věda zvedá toto varování a autoři vydávají 20stránkovou opravu doplňkového materiálu papíru. Zprávy o korekci byly poprvé hlášeno 31. července v technologickém zpravodajském webu Registr.
Autoři tvrdí, že je výsledkem ulevilo. „Ve skutečnosti to nepraví žádné chyby,“ říká spoluautor Saulius Vaitiekėnas, fyzik na Kodaňské univerzitě. „Shrneme a poskytujeme další informace.“ Na druhé straně Frolov tvrdí, že data v článku nedávají úplný obraz chování elektronů v zařízeních týmu a vyžadují stažení. „Nevěřím těmto údajům,“ říká.
Jake Yeston, editor v Věda Kdo dohlíží na podání fyzických věd, říká, že se časopis rozhodl nezatáhnout papír, protože neexistoval „jasný, komunitní pohled, že je to zjevně špatné“. Ale Yeston říká, že nedostatek informací v původním článku byl problém a nyní byl opraven. „Nemělo by to být tak, že čtenář, který chce vědět, jaký byl váš protokol, musí jít do vaší laboratoře a mluvit s vámi,“ říká. „To by mělo být v novinách.“
Zpochybňování dat
Před třinácti lety byli Frolov a Mourik autory na jiné studii v Věda To uvádělo důkazy pro majoranas. Vzrušení kolem výsledku však zmizelo poté, co vědci zjistili, že jiné světské jevy mohou napodobovat kvazipartiky.
Když byl v roce 2018 do ARXIV zaslán rukopis týmu Kodaně, Frolov a Mourik byli pochybní, takže požádali o vidění všech údajů. E-maily přezkoumané Příroda Ukažte, že v kodaňské skupině vydala v listopadu 2020 další údaje. Dvojice kritiků analyzovala poskytnuté informace a dospěla k závěru, že údaje byly neúplné a odporovaly ústředním tvrzením studie. Interní dotaz Univerzitního fyzického institutu však zjistil „žádné problémy s novinou“ a že tým Kodaně předal všechna svá data. Nespokojený, editoři na Věda Použil výraz znepokojení na dokument a v říjnu 2021 podal Yeston stížnost na univerzitu, aby požádal o „nezávislé a transparentní vyšetřování odborníky“.
V červnu 2022 univerzita shromáždila panel nezávislých fyziků, aby vynaložil úsilí: Sophie Guéron na University of Paris-Saclay; Allan MacDonald, na University of Texas v Austinu; a Pertti Hakonen, na Aalto University ve Finsku. Cestovali do Kodaně, provedli rozhovory a zkoumali data ze 60 mikroskopických zařízení (původní článek obsahoval data ze 4). Jejich celoroční vyšetřování nezjistilo žádné pochybení, ale uvedlo, že výběr dat týmu vedl k „závěrům, které adekvátně nezachytily variabilitu výsledků“. Vyloučené údaje však nekomplikovaly hlavní závěry papíru, uvedli.
Jedním z bodů pro Frolov a Mourik je i nadále kodaňským týmem, který je volbou „tunelovacího režimu“ – rozsah nízkých elektrických vodivostí, nad nimiž byla zařízení naskenována. Kodaňští vědci uvedli, že viděli známky majorálů přetrvávajících „v celém“ vyvoleném tunelovacím režimu. Frolov a Mourik však uvedli, že další údaje, které obdrželi, ukázaly, že režim tunelu byl mnohem širší a že značky Telltale Majorana byly omezeny na menší tunelové okno.
Marcus odpoví, že jeho tým si nejprve vybral úzký režim tunelu, aby se vyhnul hluku, a poté hledal známky majoranas. Vyšetřovací panel souhlasil s tím, že kritéria pro režim tunelování způsobila „fyzický smysl“, ale řekl, že zahrnutí všech napětí by „dala jasnější, věrnější obraz složitého chování“. Korekce zahrnuje zdlouhavý popis režimu tunelování. „Musí být prostě transparentní,“ říká Guéron.
MacDonald souhlasí a doufá, že oprava povede k lepším standardům dostupnosti dat.
Stále hledá
Žádná skupina replikovala výsledky týmu Kodaně, ačkoli vědci z Institutu vědy a technologie Rakouska (Ista) v Klosterneuburgu studovali podobné nanowire. V příspěvcích zveřejněných v Věda a PřírodaPopsali nalezení kvazičástic s elektrickými signály připomínajícími signály majoranas; Nakonec však bylo zjištěno, že částice jsou světské a postrádají požadovanou odolnost proti šumu. (PřírodaTým zpravodajství je nezávislý na svém časopise.)
Marcus tvrdí, že studie ISTA nebyla identickou replikací kodaňské studie, protože se například spoléhala na jinou chemickou látku pro přípravu nanočástic. Říká, že jeho tým by rád poskytl dráty pro jinou skupinu, aby se pokusila o replikaci, ale zatím nebyli žádní odběratelé.
Většina nejistoty kolem práce skupiny Kodani pramení z chaotického základního fyzického světa: Porucha z nejmenší nedokonalosti může zničit jemné kvantové stavy a učinit výběr dat náročným. „V současné době je to fakt života pro všechny experimentální vyhledávání částic Majorana,“ napsal ve své zprávě nezávislý panel. „Je důležité, aby se autoři chránili proti zaujatosti potvrzení.“
Mnoho vědců-s výjimkou některých v Microsoftu-na to reagovalo tím, že přešli od hledání bona-fide majoranas k hledání jevů, které jsou méně exotické a stabilnější. Marcus si myslí, že jeho přístup je lepší než alternativy, ale i on uznává situaci: „Bylo by naprosto realistické uzavřít na základě veškeré práce, kterou lidé odvedli, i když je to krásná fyzika a zcela správná, pokud jde o mě, neodráží to ve skutečnosti v navrhování kvantových počítačů, protože je to prostě příliš křehká.“
Tento článek je reprodukován se svolením a byl poprvé publikováno 14. srpna 2025.
