據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的科學(xué)家李·考文霍夫在美國物理學(xué)會于今天舉辦的年度大會上發(fā)表演講時表示，他們或許已制造出了神秘莫測的馬約拉納費米子，這一粒子有望在量子計算中用來形成穩(wěn)定的比特。如果研究結(jié)果獲得證實，那將是物理學(xué)領(lǐng)域的重大突破。

量子粒子分為兩大類：費米子（如光子、介子）和玻色子（如電子、質(zhì)子）。玻色子可以成為其自身的反粒子，而費米子擁有與自身完全不同的反粒子。但1937年，意大利物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納對英國物理學(xué)家保羅·狄拉克用于描述費米子和玻色子行為的方程式進行了改寫，并預(yù)測自然界中可能存在一種費米子是自己的反粒子，人們將其稱為馬約拉納費米子，認為其在量子計算中可用來形成穩(wěn)定的比特。

幾十年來，粒子物理學(xué)家們一直在尋找馬約拉納費米子。2008年后，凝聚態(tài)物理學(xué)家們開始思考一些新方法，讓馬約拉納費米子能從固體物質(zhì)內(nèi)電子的集體行為中形成，尤其是在固體物質(zhì)同超導(dǎo)體或一維電線相互接觸的表面形成。今年1月9日，《自然》雜志網(wǎng)站還撰文指出，物理學(xué)家們將在2012年發(fā)現(xiàn)馬約拉納費米子。

現(xiàn)在，考文霍夫團隊宣稱，他們或許已制造出了馬約拉納費米子。在他們設(shè)計的裝置中，銻化銦納米線同一條電路相連，該電路一端有一個黃金觸點而另一端有一塊超導(dǎo)體薄片，接著，科學(xué)家們將這套設(shè)備暴露到一個中等強度的磁場內(nèi)。隨后，他們測量了納米線的導(dǎo)電率，結(jié)果表明，在電壓為零時，導(dǎo)電率出現(xiàn)了一個峰值，這同一對馬約拉納費米子形成相吻合，在銻化銦納米線同超導(dǎo)體薄片接觸區(qū)域的兩端各有一個馬約拉納費米子。為了確保結(jié)果可靠，該研究團隊改變了磁場的方位并檢查峰值的到來和離開，與馬約拉納費米子出現(xiàn)預(yù)計的情況一樣。

盡管此前已有其他團隊報告過馬約拉納費米子在固體物質(zhì)中“現(xiàn)身”的間接證據(jù)，但哈佛大學(xué)的物理學(xué)家杰·叟聽了考文霍夫的演講后表示，這是一個直接的測量，“我認為這是迄今最富成效的實驗，很難認為這不是馬約拉納費米子�！辈贿^，考文霍夫制造出的這些粒子是否足夠“長壽”用來做量子比特還有待研究。

如果最新研究結(jié)果經(jīng)得起檢驗，它將不僅率先制造出馬約拉納費米子，更是固體物理學(xué)領(lǐng)域的重大進步。人們認為，至今還沒有被直接觀測到的中性微子可能組成了宇宙中大多數(shù)甚至全部的暗物質(zhì)，其可能是一種馬約拉納費米子。