神秘的正反同體粒子 讓我們等了80年

諾貝爾獎獲得者FrankWilczek説:張首晟與團隊設計了全新的體系,並在實驗中清晰地測量到馬約拉那費米子，這真是一項里程碑的工作。

　　國際同行指出：發現馬約拉那費米子是繼發現"上帝"粒子(希格斯波色子)、中微子、引力子之後的又一里程碑發現，不僅具有重大的理論意義，而且具有重要的潛在應用價值：讓量子計算成為現實。

　　在物理學領域，構成物質的最小、最基本的單位被稱為"基本粒子"。它們是在不改變物質屬性前提下的最小體積物質，也是組成各種各樣物體的基礎。基本粒子又分為兩種：費米子和玻色子，分別以美國物理學家費米和印度物理學家玻色的名字命名。

　　東方西方哲學家都認為，人類似乎生活在一個充滿正反對立的世界：有正數必有負數，有存款必有負債，有陰必有陽，有善必有惡，有天使必有惡魔。1928年，偉大的理論物理學家狄拉克(Dirac)作出驚人的預言：宇宙中每一個基本費米粒子必然有相對應的反粒子。根據愛因斯坦E=mc2的質能公式，當一個費米子遇上它的反粒子，它們會相互湮滅，從而使兩個粒子的質量消失並轉化為能量。

　　從此以後，宇宙中有粒子必有其反粒子被認為是絕對真理。然而，會不會存在一類沒有反粒子的粒子，或者説正反同體的粒子?1937年，意大利理論物理學家埃託雷·馬約拉那(EttoreMajorana)在他的論文中猜測有這樣神奇的粒子存在，即我們今天所稱的馬約拉那費米子。不幸的是，他本人做出這一猜測後在一次乘船旅行中神秘失蹤。自此以後，尋找這一神奇粒子成為了物理學家門夢寐以求的探索目標。

　　科學家們認為，在粒子物理中，標準模型範疇之外的中微子可能是馬約拉那費米子。而要驗證這一猜想，需要進行無中微子的beta雙衰變實驗。可惜的是，這項實驗所要求的精度在今後的10年到20年以內都難以達到。

　　張首晟把突破口轉向凝聚態物理。從2010年到2015年，張首晟團隊連續發表三篇論文，精準預言了實現馬約拉那費米子的體系及用以驗證的實驗方案。王康隆等實驗團隊依照張首晟的理論預測，成功發現了手性馬約拉那費米子，為持續了整整80年的科學探索畫上了圓滿的句號。

　　張首晟將這一新發現的手性馬約拉那費米子命名為"天使粒子"，過去我們認為有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我們找到了一個沒有反粒子的粒子，這是隻有天使而沒有魔鬼的完美世界。"張首晟説。