“华人科学家宣布发现“天使粒子””

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鄂尔多斯于7月20日(记者马丹)的美国斯坦福大学的中国科学家张首晟等人20日在美国科学杂志《科学》上首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。 这个重大发现处理了困扰量子物理学的80年难题，对量子计算也起着重要的作用。

正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满了正反对立。 英国物理学家保罗·迪拉克在1928年预言，有对应所有基本粒子的反粒子。 几年后，科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子，验证了这个预言。 1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言自然界可能存在特殊粒子。 那个反粒子是自己，这个正反共同体的粒子被称为马约拉纳费米。

但是，没有发现马约拉纳费米存在的证据，与中微子、希格斯-波斯等一起，成为理论上自古以来就被预言但无法长时间验证的粒子。 现在张初盛队终于找到了它存在的证据。

张晟把他们发现的马约拉纳费米子称为“天使粒子”。 根据爱因斯坦的质量能量转换公式，一个粒子遇到那个反粒子就会消失，释放出能量。 美国惊悚片《天使和恶魔》讲述了正反粒子爆炸的场景，把粒子和反粒子比作天使和恶魔。 “我们发现的马约拉纳费米世界里只有天使没有恶魔”张盛对鄂尔多斯记者说。

在寻找“天使粒子”的过程中，张晟率领的理论团队预言在什么样的实验平台上能找到马约拉娜·费米，这些实验信号将成为证据的加利福尼亚大学洛杉矶分校的何庆林、王康隆、欧文分校的夏天 中国复旦大学和上海科学技术大学也为实验做出了贡献。

根据理论小组的预言，研究者构建了将一般超导体薄膜置于量子异常霍尔效应薄膜(即磁拓扑绝缘体)上的混合器件。 施加低强度外磁场后，测量了半整数量子平台，这成为手性马拉那费米存在的实验证据。

张盛解释说，在以往的量子异常霍尔效应实验中，随着调节外磁场，会出现整数量子平台。 这是一般的粒子行为。 马拉纳费米没有反粒子，相当于半年前传来的粒子。 这是因为如果把通常的超导体放在量子异常霍尔效应薄膜上，在一般的整数量子平台之外，会新出现半整数量子平台。

他说他发现了马约拉纳费米的存在，在建设稳定的量子计算机中发挥着重要的作用。

量子计算机可以高度并行的量子计算，效率远远超过古典计算机，而环境噪声是开发量子计算机的一大障碍。 量子比特(量子计算的基本单位)的消息不太稳定地被记忆，微弱的环境噪声破坏了量子特性。

因为马约拉纳费米相当于以前传来的粒子的一半，所以一个量子比特可以分割成两个费米，所以一个量子比特的消息提供了可以保存在遥远的两个马约拉纳费米的极好可能性。 这样，以前传来的噪音非常困难，用同样的方法影响这两个马拉那费米也不能轻易破坏保存的量子新闻。

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