표지 기사： 위상학적 초전도 상태에서 클레인 파라독스(Klein paradox)에 의한 완벽한 안드리브 반향(Andreev reflection)

이번 주 네이처에서 Ichiro Takeuchi와 공동연구원들은 일반 금속 및 위상학적 초전도체 사이의 접촉 장벽(contact barrier)을 통해서 완벽한 전자 전달을 확인한 연구 결과를 제출하였다. 저자들의 연구 결과는 클레인 터널 효과(Klein tunnelling)를 나타내는 것으로 입자들이 장벽이 마치 없는 것과 같이 두 물질 사이의 장벽을 통과해서 움직일 수 있는 현상이다. 전자(금 입자)가 장벽을 통해 터널 효과를 가지게 되면, 이 전자는 파트너 전자를 픽업해서 쿠퍼 쌍(Cooper pair)을 형성하게 된다 (표지 이미지의 터널 한쪽 끝에서 볼 수 있음). 그 결과, 음으로 대전된 홀(검은 스피어)은 장벽으로부터 검은 색을 반사하였다. 일반적으로, 이러한 프로세스를 억제하고 있는 장벽에서는 일부 전자가 산란됐었다. 하지만, 위상학적 초전도체를 가지고 있는 장벽에서는 전자의 산란이 완벽하게 차단되었다. 완벽한 전자 터널 효과와 홀 반사는 완벽하게 2배의 전도도를 가지게 된다는 것을 이번 연구 결과를 통해서 확인할 수 있었다. 연구자들은 완벽한 전송이 접촉 장벽의 기원에 관계없이 일어났으며, 이번 연구 결과가 양자 정보 처리에 매우 유용하게 이용될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 표지 이미지: Emily Edwards/Joint Quantum Institute 제공