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Science撤回“天使粒子”论文,曾被视为诺奖级发现,张首晟等4位华人科学家为

2022-11-22 05:35:30 围观 : 146次 来源 : 教育论文网 作者 : 永强

  羿阁 萧箫 发自 凹非寺

  量子位 | 公众号 QbitAI

  一项量子计算领域的重磅研究,被Science撤稿了。

  这篇研究首次发现了“天使粒子”的存在证据,一度引发学界轰动。

  “天使粒子”即马约拉纳费米子,曾被物理学界视为颠覆量子计算的理论成果,其发现对于实现稳定的量子计算意义十分重大,一旦被证实存在将是“诺奖级发现”。

  研究论文的通讯作者之一张首晟,也曾被预测为可能拿诺贝尔奖的学者。

  随着这篇“天使粒子”论文的撤稿,这一领域也再次被推上了风口浪尖:

  但与“天使粒子”论文遭遇的评价不同,20名作者中有14名都不同意撤稿。

  据《中国科学报》介绍,作者之一加州大学洛杉矶分校教授王康隆回应称:

  撤稿中的相关说法毫无根据。

  所以,这篇“天使粒子”论文究竟讲了什么,被撤稿的的前因后果又是?

  “天使粒子”究竟是什么?

  根据量子力学的定义,物质由费米子和玻色子两种基本粒子组成。

  费米子是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子);玻色子是传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)。

  这次被卷入舆论浪潮中的“天使粒子”,便是马约拉纳费米子(Majorana fermion)的别名。

  马约拉纳费米子,是一种假想费米子,最早由意大利物理学家埃托雷•马约拉纳于1937年首次提出。

△埃托雷•马约拉纳

  其独特之处在于,这种奇异的基本粒子没有反粒子,或者说它的反粒子就是它自己。

  在凝聚态物理学中,马约拉纳费米子以准粒子激发的形式存在于拓扑超导体中,它可以用来形成非阿贝尔统计的马约拉纳束缚态。

  这也意味着,一旦其被证实存在,无数科学家梦寐以求的拓扑量子计算将成为可能。

  据经济日报介绍,对于马约拉纳费米子研究的重要性,上海交通大学李政道研究所讲席教授丁洪曾表示:

  马约拉纳费米子的存在一旦被证实,这将是继发现“上帝粒子”之后,又一个诺贝尔奖级的重大发现。

  正是因此,近些年来,该领域的研究一直竞争非常激烈,许多华人科学家都先后拿出了亮眼的成绩。

  美国斯坦福大学教授张首晟于2021年预言了量子反常霍尔效应,提出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。

  在经过近4年的研究后,清华大学薛其坤团队第一次从实验上证实了该预言,被杨振宁高度评价为“第一次从中国实验室里发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文”。

  实验证实,调节外磁场时,反常量子霍尔效应薄膜会呈现出“量子平台”,也就是说,量子世界里的电阻只能整数倍地跳台阶。

  随后,张首晟又进一步提出在量子反常霍尔绝缘体与超导体异质结中的手性马约拉纳费米子可以表现为电学输运测量中的半整数量子化电导平台:

  简单来说,不同于传统粒子按整数跳,马约拉纳费米子或许是按半整数跳,也就是“1/2的台阶”。

  这一步随后也被加州大学洛杉矶分校王康隆教授在实验中证实,并认为它是手性马约拉纳费米子存在的有力印证。

  在上述所有研究的基础上,这次撤稿事件的主角出场了——

  2021年,一篇名为“量子反常霍尔绝缘体-超导体结构中的手性马约拉纳费米子模式”的论文刊登在Science上,震惊了全球物理界。

  4位通讯作者包括上述提到的张首晟、王康隆,以及何庆林、寇煦丰,均为华人科学家。

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