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“天使粒子”被发现?80年前的预言成真

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-07-21 17:41

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寻找“准粒子”

马约拉纳的预言只针对不带电荷的费米子,比如中子和中微子。科学家们已经找到了中子的反粒子;至于中微子,有很好的理由认为它的反粒子可能就是它本身。目前有四个实验正试图验证这一论断——比如新墨西哥州的浓缩氙观测站(Enriched Xenon Observatory)的最新升级版EXO-200。不过这些实验难度太大,可能在未来十年内都难以得到结论。


大约十年前,科学家们意识到马约拉纳费米子还可能在材料物理的实验中制造出来。于是,一场找到这种粒子的“竞赛”在学界拉开了帷幕。


他们寻找的,其实是“准粒子”。所谓准粒子是复杂系统的一种物理现象,它虽然不是“真”的粒子,但是其行为就像是一个粒子。在超导材料中,许多电子的集合行为,就能产生出准粒子;这种过程和真空中能量与“虚粒子”相互转变过程类似,都遵循爱因斯坦著名的E=mc2质能方程。尽管准粒子和自然界中存在的粒子有所不同,但它们也被视为是马约拉纳费米子。


过去的五年中,科学家们用这一手段取得了一定成果。曾有研究者表示,在研究超导纳米线材的试验中观测到了很可能是马约拉纳费米子的痕迹。


但在之前的实验中,这些准粒子都是被“束缚”的——它们被困在特定的位置,而不会在时空中传播;而且人们也很难确认这些痕迹是不是也有其他效应的作用。


“还在冒烟的枪”







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