(文章來源:有趣探索)
麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家在金屬表面發(fā)現(xiàn)了神秘馬約拉納費(fèi)米子,一種尋找了近百年的粒子,這是馬約拉納費(fèi)米子首次被證實(shí)在金屬表面。如果約拉納費(fèi)米子被成功應(yīng)用在量子計(jì)算機(jī)上,那么人類或迎來量子計(jì)算機(jī)時(shí)代。
在粒子物理學(xué)中,費(fèi)米子是一類基本粒子,包括電子,質(zhì)子,中子和夸克,所有的這些粒子構(gòu)成了物質(zhì)的基礎(chǔ)。在大多數(shù)情況下,這些粒子被認(rèn)為是狄拉克費(fèi)米子,以英國物理學(xué)家保羅·狄拉克命名,狄拉克預(yù)測(cè):所有費(fèi)米子基本粒子在宇宙中某個(gè)地方都應(yīng)該有反粒子形式存在的對(duì)應(yīng)物,因?yàn)樗鼈儽举|(zhì)上是一對(duì)同卵雙生子。
在1937年,意大利理論物理學(xué)家埃托爾·馬約拉那(Ettore Majorana)擴(kuò)展了狄拉克理論,并預(yù)測(cè)在費(fèi)米子中應(yīng)該有一些未知粒子,并將它稱為馬約拉那費(fèi)米子,與它們粒子的反粒子沒有區(qū)別。但不幸的是一年后,這位物理學(xué)家就在一次神秘意大利海岸渡輪旅行中失蹤了,導(dǎo)致這項(xiàng)研究擱置。
但是,尋找馬約拉那費(fèi)米子之路并沒有被切斷,科學(xué)家一直在尋找馬約拉那神秘粒子。已經(jīng)提出但未證明中微子可能是馬約拉納粒子。另一方面,理論家預(yù)測(cè),在特殊條件下,馬約拉納費(fèi)米子也可能存在于固體中。現(xiàn)在,由麻省理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在他們?cè)O(shè)計(jì)和制造的材料系統(tǒng)中觀察到了馬里亞納邦費(fèi)米存在證據(jù),該材料系統(tǒng)是在超導(dǎo)材料釩上生長的金納米線,當(dāng)研究人員掃描這表面時(shí),他們看到在金最上層表面出現(xiàn)了接近零能量的特征峰值信號(hào),根據(jù)理論,該種峰值只能由馬約拉那費(fèi)米子對(duì)產(chǎn)生。
最近,麻省理工學(xué)院的威廉和艾瑪·羅杰斯物理學(xué)教授帕特里克·李(Patrick Lee)表示,下一步準(zhǔn)備將馬約拉納費(fèi)米子變成量子比特的單個(gè)計(jì)算單位,并應(yīng)用了量子計(jì)算機(jī)上,如果真被應(yīng)用,那么將是量子計(jì)算機(jī)的巨大進(jìn)步。
過去數(shù)十年時(shí)間,科學(xué)家一直在半導(dǎo)體中尋找馬約拉納費(fèi)米子,因?yàn)榘雽?dǎo)體是傳統(tǒng)基于晶體管計(jì)算使用材料。現(xiàn)在終于找到了,人類或迎來量子計(jì)算機(jī)時(shí)代,有專家指出,觀測(cè)到一對(duì)馬約拉納費(fèi)米子將是人類邁向一個(gè)量子比特時(shí)代的重要一步,這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
(責(zé)任編輯:fqj)
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