据新华社旧金山7月20日电(记者 马丹)美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人20日在美国《科学》杂志上报告说,他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题,对量子计算也具有重要意义。
正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。英国物理学家保罗·狄拉克1928年预言,每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后,科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子,验证了这一预言。1937年,意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言,自然界中可能存在一类特殊的粒子,它们的反粒子就是自身,这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。
不过,马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现,它和中微子、希格斯—玻色子等一起,成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今,张首晟团队终于找到了它存在的证据。
张首晟把他们发现的马约拉纳费米子称为“天使粒子”。根据爱因斯坦的质能转换公式,当一个粒子遇上其反粒子就会发生湮灭,并释放能量。美国惊悚片《天使与魔鬼》提到正反粒子湮灭爆炸的场景,将粒子与反粒子比喻天使与魔鬼。“而在我们发现的马约拉纳费米子的世界里,只有天使,没有魔鬼。”张首晟对新华社记者说。
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