科学家发现既重要又是反物质的“天使粒子”

一群科学家找到了第一个证据证明了Majorana fermion的存在,这是80年前提出的假设粒子,它是其自身的反粒子。1928年,物理学家保罗·迪拉克(Paul Dirac)预测了

一群科学家找到了第一个证据证明了Majorana fermion的存在,这是80年前提出的假设粒子,它是其自身的反粒子。

1928年,物理学家保罗·迪拉克(Paul Dirac)预测,每个基本粒子都有一个反粒子 – 一个具有相反电荷的双胞胎。如果要满足粒子和反颗粒,则在释放能量爆发的同时将它们歼灭。但是在1937年,物理学家Ettore Majorana添加了这样的预测,即存在一类称为费米子的颗粒,其中包括其自身的反粒子。

现在,来自斯坦福大学和加利福尼亚大学的研究人员在一系列有关外来材料的实验实验中发现了Majorana Fermion。他们由UC-Irvine副教授Jing Xia和UCLA教授Kang Wang领导,并遵循了斯坦福物理学教授张教教授提出的计划。

张教授是本文的高级作者之一,将他们的发现视为:

张说:“我们的团队准确地预测了在哪里可以找到Majorana fermion,而寻找什么是其“吸烟枪”实验签名。” “这一发现总结了基本物理学中最密集的搜索之一,该搜索正好遍及80年。”

想了解有关反物质的更多信息吗?让Michio Kaku解释:

斯坦福材料与能源科学研究所主任汤姆·德维尔(Tom Devereaux)说,找到Majorana fermion所需的实验的复杂性使这项工作成为“领域的地标”。

没有参与研究的诺贝尔奖获得者的理论物理学家弗兰克·威尔西克(Frank Wilczek)也称赞了这一发现的重要性,称其为“对新事物的真正清晰观察”和“真正的里程碑”。

团队观察到的费米昂被称为“手性”费米昂,因为它沿着一维路径沿一个方向移动。实验导致发现涉及寻找特殊的半速签名的Majorana Quasiparticles,这是电子在超导材料中的表现如何。尽管这些是具有颗粒的某些特性但实际上并不是自然界中的粒子的特殊实体,但准粒子仍被视为真正的主要植物费米。

研究人员将电力应用于冰冷室内的一堆超导材料和拓扑绝缘子。拓扑绝缘体仅沿其表面或边缘导致电流,而不是通过中间进行电流。然后,使用磁铁来控制产生的电子沿表面边缘刺激时的行为。电子放慢,停止,方向改变。这个周期一直持续到科学家确定由它们的独特速度出现的主要的准粒子。

这一发现的实际含义在将来是很好的,并且有可能在量子计算中使用,它可以帮助克服环境噪声。张将新发现的粒子称为“天使粒子”,指的是丹·布朗的畅销书“天使与恶魔”,其中包含物质/反物质炸弹作为情节的一部分。

在这里阅读科学杂志的研究。

您可以观看张教授在这里讨论Majorana fermion的搜索和发现:

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