華人科學家找到馬約拉納費米子 為80年來的追尋畫上句號

21日出版的《科學》雜志刊登了華人科學家團隊的重大發現：他們通過對一種奇異物質開展的一系列實驗，首次為“馬約拉納費米子”的存在找到了確鑿証據，為跨越80年來對這一神秘粒子的探尋畫上了圓滿句號。

馬約拉納費米子是一種反粒子與自身相同的費米子。1928年，物理學家鮑爾·狄拉克公布驚人預言，宇宙中每個基本粒子都存在反粒子。不到幾年，科學家們就發現了首個反粒子——正電子。但1937年，另一位著名意大利物理學家埃托雷·馬約拉納提出新的預測：包括質子、中子、中微子和夸克在內的費米子粒子本身就是其反粒子。這一預言提出80年來，科學家們一直在試圖搜尋馬約拉納費米子的存在証據，直到今天，華人科學家團隊才終於獲得成功。

這次實驗由加州大學洛杉磯分校王康隆教授課題組主導，合作者有加州大學歐文分校副教授夏晶、上海科技大學教授寇煦豐和復旦大學表面物理學國家重點實驗室王靖教授，斯坦福大學教授張首晟隨后加入。他們在超導體和磁性拓扑絕緣體疊加而成的材料內，觀察到一種被稱為“手性”費米子的特殊馬約拉納費米子沿著一個方向移動的准確無誤的信號。

王康隆接受科技日報記者採訪時表示，他們在超導層裡觀察到馬約拉納費米子的出現，它們像電子一樣沿著拓扑絕緣體的邊緣流動，只是邁出的每一“步”，高度隻有電子每步的一半。這些“半步”，就是研究人員一直在尋找的、馬約拉納費米子存在的鐵証。

麻省理工學院理論物理學家、諾貝爾獎得主弗蘭克·威爾茨克評價道：“這次研究通過把以前從未被放在一起的幾種材料的結合，清晰可靠地觀察到這種新奇粒子，稱得上是真正的裡程碑。”（記者 聶翠蓉）