據(jù)《人民日?qǐng)?bào)》報(bào)道，以華人科學(xué)家為主體的科研團(tuán)隊(duì)找到了正反同體的“天使粒子”——馬約拉納費(fèi)米子，從而結(jié)束了國際物理學(xué)界對(duì)這一神秘粒子長達(dá)80年的漫長追尋。該成果由加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校何慶林、王康隆課題組，美國斯坦福大學(xué)教授張首晟課題組和上海科技大學(xué)寇煦豐課題組等多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)共同完成，論文通訊作者為何慶林、寇煦豐、張首晟、王康隆。那么，馬約拉納費(fèi)米子到底是什么？它是如何被發(fā)現(xiàn)的？科研人員為什么要研究它？?

馬約拉納費(fèi)米子是什么？

據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，在物理學(xué)領(lǐng)域中，費(fèi)米子和玻色子這兩大家族是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子。過去，物理學(xué)家認(rèn)為，每個(gè)費(fèi)米子必然有其反粒子。唯獨(dú)有一位名叫馬約拉納的物理學(xué)家認(rèn)為，宇宙一定有“正反同體”的粒子存在。科學(xué)家將這種“正反同體”的粒子稱作馬約拉納費(fèi)米子，它是一個(gè)比已知最小物理單位量子還小的單位。此外，由于這種粒子具有“正反同體”的特性，所以張首晟將手性（《西寧晚報(bào)》介紹，手性的含義大致可以認(rèn)為是這種粒子只沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，通常被認(rèn)為有可能用來實(shí)現(xiàn)低能耗的信息傳輸和處理）馬約拉納費(fèi)米子命名為“天使粒子”。

馬約拉納費(fèi)米子是如何被發(fā)現(xiàn)的？

張首晟在接受人民網(wǎng)科技頻道采訪時(shí)表示，馬約拉納費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)得益于先前對(duì)量子反常霍爾效應(yīng)的探索。2008年張首晟就預(yù)言了量子反常霍爾效應(yīng)，該效應(yīng)在2013年被證實(shí)。隨后，他預(yù)言手性馬約拉納費(fèi)米子存在于一種由量子反常霍爾效應(yīng)薄膜和普通超導(dǎo)體薄膜組成的混合器件中。

據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，普通粒子在量子反常霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，會(huì)隨著外磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)，呈現(xiàn)出整數(shù)量子平臺(tái)。由于馬約拉納費(fèi)米子沒有反粒子，相當(dāng)于半個(gè)傳統(tǒng)粒子，因此科學(xué)家們推測(cè)，如果將其置于量子反常霍爾效應(yīng)薄膜上，會(huì)出現(xiàn)半整數(shù)量子平臺(tái)。為了證實(shí)這一點(diǎn)，研究人員搭建了一個(gè)將普通超導(dǎo)體薄膜置于量子反常霍爾效應(yīng)薄膜（即磁性拓?fù)浣^緣體）之上的混合器件。在施加低強(qiáng)度外磁場(chǎng)后，測(cè)量到了半整數(shù)量子平臺(tái)，這成為手性馬約拉納費(fèi)米子存在的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

研究馬約拉納費(fèi)米子的意義是什么？

據(jù)新華社報(bào)道，馬約拉納費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)，對(duì)構(gòu)建拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)意義重大。我們可以通過一個(gè)對(duì)比數(shù)據(jù)來了解一下量子計(jì)算的驚人效率：世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)100年才能完成的計(jì)算量，拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)0.01秒就能完成。之前，由于受到材料限制，量子計(jì)算難以實(shí)現(xiàn)，而馬約拉納費(fèi)米子的出現(xiàn)解決了量子比特不穩(wěn)定的問題，讓拓?fù)淞孔佑?jì)算真正走出“紙面”、走向應(yīng)用。此外，手性馬約拉納費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)對(duì)我們的日常生活也具有重要意義，它將推動(dòng)人工智能實(shí)現(xiàn)“量子的跳躍”，簡化人工智能的算法步驟，讓人工智能更好地服務(wù)于人類

原文發(fā)布時(shí)間為：2017年08月25日
本文作者：科技日?qǐng)?bào)
本文來源：人民網(wǎng)，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的马约拉纳费米子：推动量子计算的“天使粒子”的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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