2016年6月22日 我国科学家成功捕捉马约拉纳费米子

　　2016年6月22日，上海交通大学贾金锋科研团队宣布，通过一种由拓扑绝缘体材料和超导体材料复合而成的特殊人工薄膜，在实验室中成功捕捉到了马约拉纳费米子。这也是世界上首次确切探测到马约拉纳费米子的存在，不仅有助于量子计算机的研制，还有助于进一步揭开暗物质的谜团。

　　早在1937年，意大利理论粒子物理学家埃托雷·马约拉纳就预言，自然界中可能存在着一种特殊的费米子，这种费米子的反粒子和它本身的“长相”，“脾气”完全一样，可以说它们的反粒子就是自己本身。但是在最初的研究阶段，没人知道这种神秘的粒子会以什么形式出现，也不知在何种条件下进行观测，所以多年来，科学家并未能确切观测到马约拉纳费米子的存在。

　　中国科学家在经过多次试验之后，把超导材料放在下面，使它上方“生长”出了拓扑绝缘体薄膜，让拓扑绝缘体薄膜的表面变成拓扑超导体，直接把马约拉纳费米子从“暗处”翻到了“明面”，为寻找马约拉纳费米子奠定了重要的材料基础。在此基础上，他们仔细搜索拓扑超导体上的所有蛛丝马迹。虽然之后陆续找到了一些神秘粒子存在的迹象，但是一直不能最终确定这些迹象就一定代表马约拉纳费米子的本质特征。

　　直到2015年底，科学家在通过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了仔细测量之后，终于直接观察到了由马约拉纳费米子所引起的特有自旋极化电流现象，这是马约拉纳费米子存在的确定性证据。2016年初，研究团队通过大量的理论计算，发现计算结果完全支持实验观测到的结果；同时，通过反复对比实验，确认只有马约拉纳费米子才能产生这种自旋极化电流的现象。

　　至此，马约拉纳费米子的神秘面纱终于被揭开。这一费米子的发现，意味着人类在量子物理学领域取得了一个重大突破，同时也意味着在固体中实现拓扑量子计算成为可能。（作者： 科技名家·里程碑）

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