张首晟美国华裔迷信家。本籍江苏高邮,1963年出身于上海。他的平生布满着传奇色采,初中还没修完,寒假两个月间接考入复旦大学,然后又远赴柏林学习。弱弱的说一句,我们是否是弱爆脸?
斯坦福大学传授、中科院外籍院士、美国迷信院院士、丹华本钱开创人张首晟在北京举行记者接待会发布了Majorana费米子的发明,将这类奥秘粒子定名为“天使粒子”,该发明登载于天下最威望学术期刊之一《迷信杂志》上。
物理学中有一份表单,包括了那些人类朝思暮想的奥秘粒子,此中就有希格斯波色字,也就是近来在欧洲粒子加快器中被发明的“天主粒子”,表单中另有引力子、磁单极、暗物资和Majorana费米子,相较其他粒子而言,Majorana费米子大概加倍奥秘。
我们仿佛生活在一个布满正否决立的天下:有负数必有正数,有存款必有欠债,有阴必有阳,有善必有恶,有天使必有恶魔。 1928年,巨大的实际物理学家狄拉克作出惊人的预言:宇宙中每个根本粒子必定有绝对应的反粒子。几年以后,正电子公然在宇宙射线中被发明,考证了有史以来最巨大的实际预言之一。今朝,正电子被遍及利用到人类生活当中,医学影象技能PET (Positron Emission Tomography, 正电子发射断层扫描) 就是此中之一,此刻曾经用于初期老年聪慧症的检测。
当一个粒子赶上它的反粒子时,按照爱因斯坦E=mc2的质能公式,它们会彼此泯没从而将全部质量开释出成能量。Dan Brown的小说及其片子《天使与妖怪》就描绘过如许的正反粒子泯没爆炸的场景。
今后当前,宇宙中有粒子必有其反粒子被以为是永久稳定的谬误。可是会不会有如许一类没有反粒子的粒子,大概说它们本身就是本人的反粒子?1937年,也就是整整八十年前,巨大而奥秘的意大利实际物理学家Ettore Majorana 猜想有如许奇妙粒子的存在,这也就是我们本日所称的Majorana费米子,而Majorana自己在文章保守天机以后不久就失落而今后鸣金收兵了,这位传奇的意大利实际物理学家平生只写过10篇文章。
从那开端,探求这一奇妙粒子也就成了物理学中很多范畴研讨任务的高贵方针。粒子物理中,尺度模子范围以外的中微子大概是Majorana费米子;这一猜想有大概被无中微子的beta双衰变尝试所考证。惋惜的是,这项尝试所请求的精度在此后的10年到20年之内都难以到达。凝集态物理中,Majorana费米子有大概作为某些别致量子基态上的准粒子或元激起而存在。
2010到2015年时代,张首晟与其团队持续颁发三篇论文,精准预言了在那里可以找到Majorana费米子,继而指出哪些尝试旌旗灯号可以作为铁证如山的证据。他们预言手性Majorana费米子存在于一种由量子变态霍尔效应薄膜和平凡超导体薄膜构成的混淆器件中。在以往的量子变态霍尔效应尝试中,跟着调理外磁场,变态量子霍尔效应薄膜出现出量子平台,对应着1,0,-1倍根本电阻单元e2/h。当把平凡超导体置于变态量子霍尔效应薄膜之上时,邻近效应使之可以完成手性Majorana 费米子,响应的尝试中会多出全新的量子平台,对应?倍根本电阻单元e2/h。这半个根本电阻根源于Majorana费米子没有反粒子,以是某种意义上它能够视为半个传统粒子。以是,这多出来的半整数目子平台就供给了无力的证据,证实在时空中传布的手性Majorana费米子的存在。
按照这一实际预言,来自UCLA(由何庆林、王康隆传授带领)和UC Irvine(由夏晶传授带领)的两个尝试团队与Stanford大学张首晟传授的实际团队精密互助,终极在所提出的器件中尝试上发明了手性Majorana费米子。他们在GaAs(111)衬底上制备了变态量子霍尔效应薄膜(Cr0.12Bi0.26Sb0.62)2Te3,并将Nb平凡超导层笼盖其上。调理外磁场时,在凡是的整数目子平台以外,他们使人服气的探测到了张首晟团队预言的半整数目子平台。随后的强磁场尝试与三端电阻丈量进而无力的解除了其他大概的尝试噪声与假象。
手性Majorana费米子的发明为继续了整整80年对这一奥秘粒子的搜刮画上了美满的句号。类比Dan Brown描绘正反粒子泯没爆炸的小说《天使与妖怪》,张首晟提出这一新发明的手性Majorana费米子该当称为天使粒子:我们发明了一个完满的天下,那边只要天使,没有妖怪。
相关文章