今天，一项物理学界的重大发现由4名华人科学家领衔的团队作出：

首次发现了“天使粒子”——马约拉纳费米子（Majorana fermion）存在的证据！

这个重大发现到底有什么意义？

本着科（hu）学（shuo）严（ba）谨（dao）的精神，外事儿（微信ID：xjb-waishier）尽量用大白话把这项非常专业的发现解释清楚。

什么是费米子？

我们都知道，粒子是自然界中能够以自由状态存在的最小物质组成部分。费米子就属于众多粒子形态中的一种。

为啥叫马约拉纳费米子？

二元对立是这个世界最普遍的一种状态，比如有正就有反、有阴就有阳、有男就有女……1928年，英国物理学家保罗·狄拉克预言，每个粒子都有其对应的反粒子，这一预言在几年后得到验证。

不过在1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳（Ettore Majorana）做出了一个大胆的预言：

有没有可能存在这样一种粒子，他的反粒子就是自身？

这种正反同体的粒子即被命名为马约拉纳费米子。（用“雌雄同体”是不是更好理解？）

不过，马约拉纳费米子到底存不存在？科学家们找啊找啊……在80年后的今天，终于由4位华人科学家领衔的团队找到了。

马约拉纳费米子为啥被称作“天使粒子”？

团队之一的张首晟教授说，好莱坞电影《天使与魔鬼》中将正粒子比喻为天使、反粒子称作为魔鬼，而正反同体的马约拉纳费米子的世界里，“只有天使，没有魔鬼”。

为啥说这一发现能得诺奖？

2013年，来自英国和比利时的物理学家希格斯和恩格勒获得诺贝尔物理学奖，以表彰他们“对希格斯玻色子的预测”。玻色子也是粒子的一种，由希格斯在1964年提出，后被称作“上帝粒子”，2013年3月被欧洲核子研究组织探测到。

对比之下，科学界花了49年证明了“上帝粒子”的存在，然后两位物理学家得了诺奖。如今又花了80年才证明“天使粒子”的存在。

所以……

这一发现有何现实意义？

量子物理学的发现要应用到实践中，通常会有比较远的路要走。“天使粒子”发现的最重要现实意义，在于未来或能帮助建造更稳定的量子计算机。

讲了这么多，明白一点了没？

还没明白的话，外事儿（微信ID：xjb-waishier）今天下午联系到了4名科学家之一的加州大学洛杉矶分校（UCLA）王康隆教授，我们来听听他怎么说。

外事儿：怎么想要去寻找马约拉纳费米子的？

王康隆：从1937年开始，针对这个假设的实验就没有取得突破性进展。近10年来，西方有很多人在探究它的存在，用了各种不同的方法，但都只得到了模棱两可的结果。我们也想用实验去证明它的存在。

外事儿：为啥叫它“天使粒子”？

王康隆：这个粒子本身就具有浪漫主义色彩。中国人讲，有阴必有阳。很久以来，物理学也认为，宇宙中每一个基本费米粒子必然有相对应的反粒子。但马约拉纳费米子不一样，它是正反同体的，就像是天使给我们的物质一样。

不过，“天使粒子”这个名字我也是昨天才听说，我认为不太适合。我觉得“太极粒子”可能更贴切。马约拉纳费米子正反同体，就像道家的阴阳八卦图一样。

外事儿：花了多久才发现它的存在？

王康隆：发现“天使粒子”对我们团队而言是一个意外的惊喜。我们最初并没有说，“哇，我们十几年后一定要找到‘天使粒子’”，而是在准备了大量的实验材料，做了大量的前期研究后，才一步一步走到这里的。

虽然从最初准备实验到现在已经有13年了，但我们真的很惊喜，没想到这么顺利就能发现“天使粒子”。

外事儿：几个团队是怎么组成的？

王康隆：实验的主要参与者都是华人。上海科技大学的寇煦丰和UCLA的何庆林都是我的学生，张首晟教授带领的斯坦福大学研究团队是后来加入的。

这个实验非常复杂，参与其中的科研人员不计其数。设计实验目标与过程、主要的实验操作、撰写论文这些主要工作，主要是我和UCLA的团队完成的。

外事儿：会以此冲击诺贝尔奖吗？

王康隆：从来没想过。我是做科学的，做科学的不会想这个问题，只想好好把实验做好。我认为诺奖是一个机遇，每天想拿奖不好，就不是一个做学问的态度了，就不是为了做物理，而是为了奖去做的。

外事儿：接下来有什么计划？

王康隆：我还想进一步探究下去。高级动物有男有女，两性是分开的。但再往细微处研究，细胞就没有男女之分了。粒子是更基础的物质，今天，我们发现一个粒子可以既包含阴性又包含阳性。那么，更基础的物质是什么样的？这个世界究竟是什么样的？我想进一步探究下去。

而且，这次实验都是在美国完成的，以后的实验，我想和国内合作研究，这就更棒了。

文/池宁乔

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