華裔科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“天使粒子” 有助建穩(wěn)定量子計(jì)算機(jī)
參考消息網(wǎng)7月23日?qǐng)?bào)道 西媒稱(chēng),1928年英國(guó)物理學(xué)家保羅·狄拉克做出了一個(gè)非凡的預(yù)言:宇宙中每一個(gè)基本粒子都擁有一個(gè)“反粒子”,。這些反粒子是基本粒子的孿生兄弟,,但卻帶著相反電荷,。數(shù)年后,人們發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)反物質(zhì)的反粒子——正電子,,于是反物質(zhì)很快成為了基本共識(shí),。
據(jù)西班牙《阿貝賽報(bào)》網(wǎng)站7月21日?qǐng)?bào)道,然而在1937年,,另一位偉大的物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納將該情形進(jìn)行了新一輪的扭轉(zhuǎn),。他預(yù)言,在我們所熟知的費(fèi)米子(包括質(zhì)子,、中子,、電子、中微子和夸克粒子)中,,存在著一些粒子,,其反粒子就是其本身。
80年后的今天,,在用特殊材料進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)后,,一個(gè)物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)終于發(fā)現(xiàn)了“馬約拉納費(fèi)米子”真實(shí)存在的第一個(gè)證據(jù)。該實(shí)驗(yàn)與斯坦福大學(xué)科學(xué)家合作,,在加利福尼亞大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,。該實(shí)驗(yàn)按照主要研究員張首晟制定的計(jì)劃一步一步進(jìn)行,得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果于7月20日刊登在美國(guó)《科學(xué)》雜志上,。
斯坦福大學(xué)物理學(xué)教授張首晟說(shuō):“我們的團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了在何處可以找到馬約拉納費(fèi)米子,,以及應(yīng)當(dāng)尋找什么來(lái)作為證據(jù)。這一重大發(fā)現(xiàn)結(jié)束了基本物理學(xué)最艱辛的探索,,一個(gè)已經(jīng)持續(xù)了80年的探索,。”
對(duì)于張首晟來(lái)說(shuō),,盡管著名的費(fèi)米子似乎只是一個(gè)理論性高于實(shí)踐性的物質(zhì),,但他們的發(fā)現(xiàn)將會(huì)對(duì)未來(lái)建造更加穩(wěn)定的量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生重要的意義。
由于只沿一維路徑移動(dòng)并且方向固定,,因此研究人員發(fā)現(xiàn)的馬約拉納費(fèi)米子,,其具體種類(lèi)是“手性馬約拉納費(fèi)米子”。
張首晟所在的實(shí)驗(yàn)室主任湯姆·德弗羅說(shuō):“這項(xiàng)研究標(biāo)志著該領(lǐng)域的里程碑,?!?/p>
該實(shí)驗(yàn)中,,研究人員在一個(gè)低溫真空室中堆疊了兩種量子材料(一個(gè)超導(dǎo)體和一個(gè)磁性拓?fù)浣^緣體)的薄膜,然后利用薄膜傳導(dǎo)電流,。上層薄膜是一個(gè)超導(dǎo)體,,底層是一個(gè)拓?fù)浣^緣體——電流只通過(guò)其表面或邊緣傳導(dǎo),并不會(huì)通過(guò)其內(nèi)部,。合并兩層薄膜,,物理學(xué)家們獲得了超導(dǎo)-拓?fù)浣^緣體,電子在這里沿著材料表面的兩個(gè)軸無(wú)阻礙運(yùn)動(dòng),,如同高速公路上的汽車(chē)一樣,。
目前,張首晟提議將發(fā)現(xiàn)的手性馬約拉納費(fèi)米子命名為“天使粒子”,。張首晟提到,,在馬約拉納費(fèi)米子的量子世界中只有天使,沒(méi)有魔鬼,。