| 关于马约拉纳费米子 吕锦华 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种与其反粒子完全相同的特殊粒子，也就是马约拉纳费米子。80年世界各国有几十来个团队都加入到寻找马约拉纳费米子的行列，为此，美国、荷兰还设立了专门的基金，著名的计算机公司微软也在这方面投入了大量的经费。2010年以来，国际上的重要期刊已经刊登关于马约拉纳费米子的SCI文章近1万篇。也曾有研究团队声称观察到了马约拉纳费米子的迹象，但都受到很多专家的质疑。 我国的贾金锋研究团队独辟蹊径，在超导材料上“生长”出了拓扑绝缘体薄膜，并让该薄膜表面变成拓扑超导体。马约拉纳费米子的磁性非常弱，要观察到该粒子的自旋特点，需要灵敏度很高、工作环境温度很低的扫描隧道显微镜，其温度要低到40mK，比绝对零度只高0.04K。当时，上海交大没有这一实验条件，他们坚持不懈的四处联络，最终在南京大学找到了这一实验系统。贾金锋研究团队运用自旋极化的扫描隧道显微镜，在“人造拓扑超导薄膜”表面的涡旋中心进行测量，成功观察到了由马约拉纳费米子所引起的特有自旋极化电流，这是马约拉纳费米子存在的确定性证据。 人类之所以至今仍未制造出量子计算机的重要原因，就是目前使用的粒子的量子状态很不稳定，极容易受到电磁干扰和其他物理因素的影响。但马约拉纳费米子不同，由于其反粒子就是本身的特殊性质，使其拥有非常理想的稳定性，对于实现稳定的量子计算具有非同一般的重要意义。马约拉纳费米子的发现，就如同打开了量子计算世界的大门，人类看到的是一个拓扑量子计算的新时代，引发新一轮的电子技术革命、信息革命。 我要补充说明的是：1，马约拉纳费米子并非是能量为零的基本粒子，仅是动能接近零的基本粒子，其自旋就具有动能。所以，在0.04K的温度下就能测到它！世上绝不存在没有动质量和能量的物质！！2，马约拉纳费米子的正反粒子其自旋是相反的，它们会像二个自旋相反的电子那样耦合成库伯对——玻色子，而不会湮没。 2016-7-4 |