據(jù)美國麻省理工學(xué)院(MIT)網(wǎng)站近日報道，美中科學(xué)家攜手在《美國國家科學(xué)院院刊》上撰文指出，他們首次在金屬金表面觀測到馬約拉納費米子出現(xiàn)的證據(jù)，這是科學(xué)家首次在一個可擴(kuò)展平臺上觀測到這一粒子，他們計劃接下來將這一粒子變成穩(wěn)定且高容錯的量子比特，以促進(jìn)量子計算機(jī)的研發(fā)。
費米子包括電子、質(zhì)子、中子和夸克，是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子。1928年，英國理論物理學(xué)家保羅·狄拉克預(yù)測：宇宙中每個基本粒子都存在相對應(yīng)的反粒子。1937年，意大利理論物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納提出：自然界應(yīng)存在正反粒子相同的費米子，這就是馬約拉納費米子。
科學(xué)家一直在尋找馬約拉納費米子。有理論學(xué)家預(yù)測，在特定情況下，馬約拉納費米子也可能存在于固體內(nèi)。2018年，中國科學(xué)家高鴻鈞和丁洪領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究團(tuán)隊宣布，首次在超導(dǎo)塊體中觀察到了馬約拉納費米子。
在最新研究中，MIT和香港科技大學(xué)研究人員在他們設(shè)計和制造的材料系統(tǒng)中觀察到了馬約拉納費米子存在的證據(jù)。該系統(tǒng)由超導(dǎo)材料釩上生長的金納米線組成，其上布滿擁有鐵磁性的硫化銪小“島”。當(dāng)研究人員掃描這些“島”附近表面時，看到金最頂層表面出現(xiàn)接近零能量的特征峰值信號。理論指出，該種峰值只能由馬約拉納費米子對產(chǎn)生。
研究人員表示，看到一對馬約拉納費米子是朝著制造出量子比特邁出的重要一步。他們計劃接下來將這些粒子變成量子比特。如果能實現(xiàn)，將是構(gòu)建出實用量子計算機(jī)的關(guān)鍵一步。(記者劉霞)
關(guān)鍵詞： 馬約拉納費米子
