根據一項新的研究，2017年的一份研究報告發現了一種特殊的馬約拉那費米子，即手性馬約拉那費米子（chiral Majorana fermion），被稱為「天使粒子」。馬約拉納費米子是神秘的粒子，它們充當其自身的反粒子，並首次假設存在於1937年。它們對物理學家具有極大的興趣，因為它們的獨特性質可以使它們被用於拓撲量子計算機的構造中。
當義大利物理學家埃託爾·馬約拉納（Ettore Majorana）預測有一種新的基本粒子是其自身的反粒子的可能性時，他幾乎無法想像出他的想像力的長期影響，在馬約拉那的預測之後的80年中，物理學家繼續在宇宙的各個角落積極尋找仍然難以捉摸的「馬約拉那費米子」的特徵。」
美國賓州大學和德國維爾茨堡大學的物理學家團隊，由賓州大學物理系華人科學家張翠祖（Cui-Zu Chang）領導，研究了三十幾種類似於2017年報告中用於生產天使粒子的設備。他們發現，聲稱是天使粒子表現的特徵，不太可能由天使粒子的存在引起。該研究論文發表在最近的《科學》雜誌上。
通過這樣的努力，粒子物理學家正在使用地下觀測站，試圖證明被稱為中微子的像鬼一樣的粒子（一種很少與物質相互作用的亞原子粒子）是否可能是馬裡亞納費米子。在完全不同的方面，凝聚態物理學家正在尋求在結合了奇異量子材料和超導體的固態器件中發現馬約拉納物理學的表現形式。在這樣的設備中，通過將由量子力學、相對論物理學和拓撲學等核心方面構成的織物縫合在一起，可以使電子理論化以打扮成馬約拉那費米子。
馬約拉那費米子的這種類似形式特別引起了凝聚態物理學家的關注，因為它可以為構建量子拓撲（二進位0和1的量子形式）固有地受到環境退相干保護（即量子點的損失）的「拓撲量子計算機」提供途徑。當量子系統沒有完全隔離時產生的信息，這是量子計算機發展的主要障礙。
張說：「朝這個遙遠的夢想創建拓撲量子計算機邁出的重要的第一步是，證明在冷凝物中存在馬約拉納費米子的確切實驗證據。」 「在過去七年左右的時間裡，一些實驗聲稱可以證明這種證據，但是對這些實驗的解釋仍存在爭議。」
該小組研究了由量子材料製成的器件，這種材料被稱為「量子異常霍爾絕緣體」，其中電流僅在邊緣流動。最近的一項研究預測，當邊緣電流與超導體完全接觸時，會產生傳播的手性馬裡亞納費米子，並且該器件的電導率應「半量化」值e2 / 2h，其中「 e」為電子電荷，「 h」是受到精確磁場作用的普朗克常數。
研究人員對三十幾種具有幾種不同材料配置的設備進行了研究，發現具有乾淨超導觸點的設備始終顯示半量化值，而與磁場條件無關。發生這種情況是因為超導體的作用就像電短路一樣，因此並不表示馬約拉納費米子的存在。
在其中超導體固定在量子異常霍爾（QAH）絕緣子（左圖）頂部的設備中，可以預測到一種稱為「手性馬約拉那費米子」的奇異量子態。實驗表明，在擬議中的器件幾何結構中使用的毫米級超導體帶會產生電氣短路，從而無法檢測到手性馬約拉納（右圖）。
美籍著名華人物理學家，賓州大學首任納米中心主任，美國科學院院士、陳鴻渭（Moses Hung-Wai Chan）評價道：「實際上，賓州大學和維爾茨堡的兩個實驗室使用多種設備配置獲得了完全一致的結果，這一事實使人們對理論上提出的實驗幾何的有效性產生嚴重懷疑，並質疑2017年觀察天使粒子的說法。」