In einem bedeutenden Fortschritt haben Forscher erfolgreich Caroli-de Gennes-Matricon (CdGM)-Zustände simuliert, Quantenstrukturen, von denen vorhergesagt wurde, dass sie im Kern von Wirbeln in Supraleitern existieren. Dieser Durchbruch, der von einem Team am Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen erzielt wurde, eröffnet neue Wege zum Verständnis von Quantenphänomenen und zur Entwicklung fortschrittlicher Technologien.
Die 1964 vorgeschlagenen CdGM-Zustände sind entscheidend für das Verständnis des Verhaltens von Quantenteilchen in extremen Umgebungen. Ihre winzigen Energieskalen machten eine direkte Beobachtung jedoch schwierig. Das Team erzeugte eine synthetische Version unter Verwendung von Indiumarsenid (InAs)-Nanodrähten, die mit Aluminium beschichtet waren, wodurch eine Supraleiter-Halbleiter-Struktur entstand. Durch Anlegen eines Magnetfelds induzierten sie einen künstlichen Wirbel, der es ihnen ermöglichte, diese schwer fassbaren Zustände zu untersuchen.
Diese Simulation ermöglichte die Beobachtung von „Analoga der CdGM-Zustände“ und die Manipulation von Systemparametern. Die Forscher beobachteten eine „Lappenstruktur“ in der supraleitenden Energielücke, was das Modell bestätigte. Diese Arbeit, eine Zusammenarbeit zwischen Physikern in Dänemark, Spanien und den Vereinigten Staaten, könnte zu Fortschritten in den Bereichen Quantencomputing, Sensoren und topologischen Schaltkreisen führen. Die Fähigkeit, diese Zustände zu kontrollieren und zu verstehen, ist ein entscheidender Schritt zur Entwicklung stabilerer und funktionsfähigerer Quantenbauelemente.