馬約拉納費米子

[peter]

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A9%AC%E7%BA%A6%E6%8B%89%E7%BA%B3%E8%B4%B9%E7%B1%B3%E5%AD%90
馬約拉納費米子（英語：Majorana fermion）是一種費米子，它的反粒子就是它本身，1937年，埃托雷·馬約拉納發表論文假想這種粒子存在，因此而命名。與之相異，狄拉克費米子，指的是反粒子與自身不同的費米子。

除了微中子以外，所有標準模型的費米子的物理行為在低能量狀況與狄拉克費米子雷同（在電弱對稱性破壞後），但是微中子的本質尚未確定，微中子可能是狄拉克費米子或馬約拉納費米子。在凝聚體物理學裏，馬約拉納費米子以準粒子激發的形式存在於超導體裏，它可以用來形成具有非阿貝爾統計的馬約拉納束縛態。



馬約拉納費米子
https://pansci.asia/archives/125460

1928 年，物理學家狄拉克（Paul Dirac）建立了狄拉克方程式，成功整合了量子力學與狹義相對論，至此，自旋 1/2 費米子（Fermion）的行為都能以這條方程式來描述，例如大家熟悉的電子。狄拉克方程另一偉大之處在於預測了反粒子的存在，一個典型的例子是正電子，無論質量或自旋都與電子相同，卻帶有相反的電荷。

1937 年，義大利物理學家馬約拉納（Ettore Majorana）發現狄拉克方程式可以用其他形式改寫，此方程式（馬約拉納方程式）給出了一個完全異於狄拉克方程式的解。馬約拉納方程預言了一種全新的粒子，它的粒子本身即為自身的反粒子，稱為馬約拉納費米子（Majorana Fermion）。之後的 80 年間，一部分的高能物理學家一直嘗試著尋找這種奇異的基本粒子。這期間雖然出現幾位呼聲很高的候選人，例如微中子（Neutrino），但一直沒有觀測到決定性的證據。

[peter]

http://news.mit.edu/2020/first-majorana-fermion-metal-quantum-computing-0410
First sighting of mysterious Majorana fermion on a common metal

https://tech.sina.com.cn/roll/2020-04-14/doc-iircuyvh7749099.shtml
 
物理学家在黄金表面观察到马约拉纳费米子

费米子包括了电子、质子、中子和夸克等基本粒子。狄拉克预言了费米子都有反物质粒子，如电子的反物质粒子是正电子。狄拉克的研究还暗示了某些粒子可以作为自己的反粒子，如光子。但费米子被认为没有此类粒子

1937 年，意大利理论物理学家马约拉纳（Ettore Majorana）扩展了狄拉克方程式，认为可能存在一种新的费米子可以作为其自身的反粒子。这个粒子被称为马约拉纳费米子。此后物理学家一直在寻找马约拉纳费米子。

现在，MIT 领导的一个团队在黄金纳米线和超导材料构成的材料系统中发现了马约拉纳费米子的证据。它的独特属性使其能成为创造可工作量子计算机的理想粒子。

[peter]

https://ek21.com/news/tech/191679/ 
麻省理工團隊首次在金中發現馬約拉納粒子，有助於高容錯量子計算機研發

美國麻省理工學院的物理學家日前成功在一種常見金屬——「金」（沒錯，就是金子的金）的表面，實際觀察到了馬約拉納粒子，證明了其存在。這為高 「容錯」 型量子計算機研發開啟了新的可能。這項研究發表在《美國國家科學院院刊》（ PNAS ）上。

費米粒子（Fermions）是物理學中的一種基本粒子，一切自旋（Spin）為 1/2 的粒子，比如電子、質子和中子，其實在分類上都是費米粒子。費米粒子的概念最早由英國物理學家保羅 · 狄拉克（Paul Dirac） 提出，認為每個費米粒子在宇宙中都存在著一個與之相對的反粒子。

後來到了 1937 年，義大利物理學家艾索爾 · 馬約拉納（Ettore Majorana）進一步發展了該理論，認為費米粒子中有些粒子，也就是我們這裡所說的馬約拉納粒子，與其反粒子在各項性質上其實是無法區分的。這後來在物理學界掀起了一股尋找馬約拉納粒子的熱潮，甚至一直持續到了現在。
   

此前已有理論認為，中微子就是馬約拉納粒子的一種，但沒有實證。除此之外，也有理論提出，馬約拉納粒子或能在一些特殊條件下在固體中被觀察到。而麻省理工學院的這項研究給出了實證。