「天使粒子」找到了嗎?可能需要等等再下結論

2021-01-19 我是科學家iScientist


如果這兩篇新文章的計算無誤，那麼「找到」馬約拉納費米子的喜悅確實為時尚早。也許科學家們還需要更進一步的實驗，比如電輸運和熱輸運的聯合測量，才能甑別實驗團隊發現的半量子化電導平臺的根源是馬約拉納費米子還是別的一些並不重要的因素。科學的魅力正在與此，通過不斷地相互交流和思想碰撞，最終發現事物運行的根本規律。


對於可以通過哪些補充實驗來進行甑別，文小剛在果殼科學人的採訪中也提出了一些想法：「我們現在正在做進一步研究，特別是器件中溫度分布的研究，希望能找到一種實驗，可以明確區分1/2電導平臺的兩種產生機制——一個是Law機制，一個是首晟的天使粒子機制。」

 

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參考文獻：

[1] Ji, W. and X.-G. Wen (2017). "A mechanism of e^2/2h conductance plateau without 1D chiral Majorana fermions." arXiv:1708.06214.

[2] Huang, Y., F. Setiawan and J. D. Sau (2017). "Disorder-induced half-integer quantized conductance plateau in quantum anomalous Hall insulator-superconductor structures." arXiv:1708.06752.

[3] He, Q. L., L. Pan, A. L. Stern, E. C. Burks, X. Che, G. Yin, J. Wang, B. Lian, Q. Zhou, E. S. Choi, K. Murata, X. Kou, Z. Chen, T. Nie, Q. Shao, Y. Fan, S.-C. Zhang, K. Liu, J. Xia and K. L. Wang (2017). "Chiral Majorana fermion modes in a quantum anomalous Hall insulator–superconductor structure." Science 357(6348): 294.

[4] Chen, C.-Z., J. J. He, D.-H. Xu and K. T. Law (2017). "Effects of domain walls in quantum anomalous Hall insulator/superconductor heterostructures." Physical Review B 96(4): 041118.

排版：曉嵐

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  • 「上帝粒子」之後,科學家又發現了「天使粒子」
    從那開始，尋找這一神奇粒子也就成了物理學中許多領域研究工作的崇高目標。粒子物理中，標準模型範疇之外的中微子可能是Majorana費米子；這一猜測有可能被無中微子的beta雙衰變實驗所驗證。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。凝聚態物理中，Majorana費米子有可能作為某些新奇量子基態上的準粒子或元激發而存在。
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    1937年，義大利理論物理學家埃託雷·馬約拉納猜測，這種神奇的粒子可能存在，這也就是我們今天所稱的馬約拉納費米子。此後，諸多物理學家將尋找這種粒子奉為物理學研究的一項崇高目標。物理學中有一份表單，囊括了人類夢寐以求的神秘粒子，其中就包括馬約拉納費米子。　　2010至2015年間，筆者與團隊曾預測了找到馬約拉納費米子的途徑，並指出哪些實驗信號能夠作為證據。
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