近邻量子自旋液体中磁性Majorana费米子的中子层析成像

量子物质提供了一个有效真空，从中涌现出不对应于任何实验探测到的基本粒子的粒子。拓扑量子材料尤其已成为密集研究的焦点，部分因为实现Majorana费米子的显著可能性，其具有用于新型无退相干量子计算架构的潜力。在本文中，我们对高质量单晶$\alpha-RuCl_3$进行研究，该材料已被确定为实现一种具有磁性Majorana费米子的拓扑量子态即近似Kitaev态。使用中子测量的动力学关联的四维层析重建对于探测此类磁态具有独特威力。我们发现不寻常信号，包括围绕布里渊区中心在大能量区间上前所未有的散射柱，其随温度异常稳定。这直接用Kitaev拓扑量子自旋液体中存在的Majorana激发来解释。散射中其他更微妙的特性能透明地与理想模型的扰动相关联。这为关联材料中的涌现磁性Majorana费米子打开了一扇窗。