马约拉纳费米子的特性及其发现的意义

美国东部时间6月21日(北京时间6月22日),国际顶级物理学刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线发表了上海交通大学贾金锋教授及其合作者率先观测到物理学家寻找多年的神秘粒子——马约拉纳费米子(Majorana fermion)的论文。在物理学领域,基本粒子有两大家族:费米子家族(如电子、质子)和玻色子家族(如光子、介子),分别以物理学家费米和玻色的名字命名。一般认为,每一种粒子都有它的反粒子,费米子和它的反粒子就像一对长相一模一样但脾气完全     

铁基超导体LiFeAs中的马约拉纳零能模

马约拉纳零能模是一些拓扑非平庸的固体材料中的类似马约拉纳费米子的一种准粒子。这种准粒子服从非阿贝尔统计规律,其编织操作可用于构筑拓扑超导量子比特,从而实现具有本征容错特性的拓扑量子计算。铁基超导材料是一类理想的马约拉纳零能模承载平台。其较高的超导转变温度和较大的超导能隙使得在较高温度下观测纯净的马约拉纳零能模成为可能。然而铁基超导马约拉纳平台存在由于自掺杂带来的体态不均一、涡旋阵列无序且不可控以及拓扑涡旋占比低等问题。本文介绍铁基超导材料中马约拉纳零能模研究的历史与发展,重点阐述Li Fe As中马约拉纳零能模阵列的研究进展,并对其未来研究方向进行展望。     

“三重简并费米子”的特点和发现的意义

<正>英国《自然》杂志2017年6月19日在线发表了中国科学院物理研究所的一项最新成果,该所科研团队首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。该发现从理论预言、样品制备到实验观测的全过程,均由中国科学家独立完成。组成宇宙的基本粒子可分为玻色子和费米子。费米子是自旋量子数为半整数的基本粒子,遵从泡利不相容原理,即一     

4位大陆学者获得国际科技奖励

中国科学院院士、中国科学院地理科学与资源研究所孙鸿烈研究员因在中国生态系统网络建设和青藏高原研究方面做出的突出贡献荣获2009年度艾托里·马约拉纳．伊利斯科学和平奖。艾托里·马约拉纳-伊利斯科学和平奖是由意大利西西里议会于1990年设立，旨在纪念诞生于西西里岛的意大利物理学家艾托里·马约拉纳，获奖人由世界科学家联合会选举产生。     

物理学怪才马约拉纳失踪之谜

历史记载着一类人的奇闻轶事,这类人的共同特点,就是他们神秘地从地球上消失而不留下痕迹。而他们不同凡响的失踪故事,作为史册中最引人入胜的未解之谜的一部分,以神秘的传说被流传下来。在这些神秘失踪的人中,就有被称为怪才的著名物理学家马约拉纳……怪才的行为经常与众不同在20世纪30年代物理学界曾有过这样一位杰出的怪才——埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana,1906~1938?),他的生命(在     

正电子的预言和发现

正电子是人们认识的第一个反物质粒子。狄拉克(P.A.M.Dirac,1902—1984)于1931年预言了它的存在。次年,美国物理学家安德森(C.D.Anderson,1905—)在宇宙线的研究中“偶然”观察到一个新粒子。不久以后,英国物理学家布莱克特(P.M.S.Blackett,1897—1974)和意大利青年物理学家奥恰里尼(G.P.S.Occhialini,1907—)证实了这项观察,并指出这就是狄拉克预言的粒子。从此,人类对物质的认识揭开了新的篇章。在历史上,这一事件比较典型,许多作者对此作过评述,一些当事人也作过回忆。本文拟在已有研     

关于坂田昌一的《基本粒子的新概念》的评注

坂田昌一是日本的一位优秀的理论物理学家.他曾在1956年访问我国,在我国报告了他的关于基本粒子的"复合"模型.他在这篇文章中扼要地介绍了他的"复合"模型的基本思想.坂田教授是日本著名的理论物理学家汤川秀澍的学生和合作者.     

“上帝粒子”背后的故事

比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒、英国理论物理学家彼得·希格斯因成功预测希格斯玻色子（又称“上帝粒子”）而获得2013年诺贝尔物理学奖,这被普遍认为是一个众望所归的决定。希格斯粒子的发现,使得粒子物理标准模型所预言的所有粒子全部被实验发现。那么,理论物理是不是从此无事可做？其实在物理学家的眼睛里,     

湯川秀树的思想的简单评介

汤川秀树(1907—)是日本有名的物理学家,“素粒子论学派”的元老。这个学派是日本专攻原子、原子核物理和基本粒子理论的物理学家,以汤川等为中心自然形成的。汤川的思想,一般地说是比较保守。但他在研究基本粒子理论的具体工作和有关的思想方法上,也包合有某些唯物主义和辩证法的因素。他和许多有成就的理论物理学者一样,有哲学的兴趣,读过莱布尼兹、伯格森、西田几多郎等的哲学著作。他自己说,他酷爱中国的老庄哲学;特别是庄子的思想。尽管是这样,汤川并没有什么专门的哲学论著。这里只能通过他有关基本     

通往本世纪物理学的重大成就——关于W~ 、W~-和Z~o粒子的发现与感想

一情况和经过1.一般情况二十年代以来,物理学上有两项特别重大的发现,一项是在1932年,建成了倍压加速器,发现了中子和正电子(第一个反粒子),它们的作用和深远影响是众所周知的。另一项就是1983年,在西欧核子研究中心(CERN)庞大的超同步质子加速器(SPS)中让正反质子对撞并湮没。1983年1月首次报道由此产生W~ 和W~-粒子,6月又首次报道发现了另一粒子Z~0。     

坂田昌一及其对理论物理学的贡献

坂田昌一(1911-1970)是日本著名的理论物理学家,毕生从事原子核物理学和粒子物理学的研究。同时,他还是一位勇于革新的科研教学改革家和社会活动家,积极参与维护和倡导日本的学术自由、研究自治以及废除核武器、争取世界和平的运动。本文简要介绍坂田的生平以及他参与的主要社会活动,并评述其在发展介子理论和基本粒子结构模型方面的工作。     

先子呈现空间假说：组合先子拓扑模型的扩展及实验建议

本文基于Bilson-Thompson提出的组合先子拓扑模型(compositepreonstopologicalmodel,TM),提出了先子呈现空间假说(preonsemergingspacehypothesis,PESH),即携带同样电荷(0电荷或±e/3电荷)的3条先子(pre-ons)从粒子中向外延伸,构建出与其他粒子共享的各向同性三维空间。由PESH得到的4项规则经检验与标准模型的所有三代粒子相符合。应用PESH可以从几何/拓扑角度解释量子霍耳效应中的分数电荷准粒子、夸克禁闭及渐近自由、三维空间、粒子质量、宇称守恒及破缺、将引力子纳入TM、量子统计及自旋等物理现象。而且,基于PESH可以预言在特殊环境下存在带分数电荷粒子。本文并提出了两项实验以验证这些预言。     

基本粒子论的哲学问题

一、三种基本粒子观关于什么是基本粒子这个问题,恐怕要在基本粒子论完成之后才能做出正确的回答吧。但是,当我们研究基本粒子时却不能不对它抱有一种观点——基本粒子观。由于基本粒子观和物质观、自然观、世界观都有密切的联系,所以它也有力地制约着如何研究基本粒子的方法论。现代的物理学家所持的基本粒子观是因     

日本基本粒子物理学中的方法论 一、核力问题

一、引言聚集在基本粒子蒲研究会中的日本基本粒子物理学家们在爵多镇域内有着很大的影响。其中包括以下几个方面: (l)通过开展民主方式研究工作的努力,对大学和学术界的民主化作出了很大真献。 (2)他们奋发地     

坂田昌一与中国科学家及毛泽东的交往

坂田昌一是日本著名理论物理学家,从事原子核物理学和粒子物理学的研究。他努力推动中日科学交流,曾于1956年和1964年来华访问。坂田昌一将自己的科学工作与唯物辩证法联系起来。他提出的基本粒子由更深层次基本粒子构成的理论与毛泽东物质无限可分思想产生共鸣。这引起毛泽东重视,在中国科学界反响巨大。文章基于档案、日记、回忆录等史料,阐述坂田昌一与中国科学家和领导人的一段交往史,并展示以坂田昌一为代表的日本科学家对促进中日发展友好关系所做的贡献。这段交往史从特殊角度反映了中国科学与世界科学在特定时期进行交流和合作的一段历史。同时,也反映出科学没有国界,但科学家的交流和活动与社会、哲学、政治、外交等却是分不开的。     

宇宙会毁灭吗

美国航空航天局的一项声明,将彻底推翻科学界争论了几十年的"宇宙大坍缩"理论,从而引发宇宙学革命. 美国航空航天局(NASA)将宣布一项新发现,证实宇宙中"暗能"的确存在.这种暗能将抵消宇宙星系重力的作用,使宇宙一直不断膨胀下去,永远也不会发生如剑桥大学物理学家斯蒂芬·霍金教授所预言的那种"宇宙大坍缩"结局.     

《坂田昌——物理学方法论论文集》即将出版

这本论文集以物理学方法论问题为中心,收辑了日本物理学家坂田昌一在1947—1965年间的论文十五篇。这些论文分别选自他的两个文集:《物理学与方法》(岩波书店,1953年版)和《科学与和平的创造》(岩波书店,1963年版)以及他近几年发表在日本《料学》等杂志上的论文。这些论文大致可分为三个方面:一、物理学和方法论,二、基本粒子理论的历史,三、基本粒子理论的方法论问题。从这些论文中,我们可以看到坂田是如何长期地注意用唯物辩证法来考察和总结物理学发展中的历史经验,并用以指导自己的科学研究工作。他反复地批判了以哥本哈根学派为代表的实证主义思潮及其对物理学     

气候变化妨碍人类与外星人联系

<正>越来越多的天文观测数据和研究成果认为,宇宙中可能存在宜居世界和地外文明。但是,为什么地球人类一直未能看到或联系上地外生命呢?对于著名的"费米悖论"所提出的这个谜团,有科学家研究认为,或许是地球气候变化阻止了地球人类与外星文明的联系。"费米悖论"是由著名的物理学家、诺贝尔奖得主恩里克一费米提出。该理论认为,地外文明存在于宇宙之中,而且     

幽灵粒子惰性中微子之谜

正科学家们曾猜测的一种只会与物质粒子发生短暂引力反应的神秘亚原子粒子可能并不存在,至少当前的反应堆数据的情况是如此。科学家们长期以来就注意到在核反应堆中产生的反中微子数量,理论与实际观测之间存在偏差,反中微子就是中微子的反粒子,因而有人提出这种差异是否有可能是存在一种所谓"惰性中微子"所导致的。但如今新的分析认为,这种在理论上被假设出来的粒子可能并不存在。     

层子模型前后--关于声称以马克思主义哲学指导物理学研究的一个案例分析

本文回顾了从20世纪50年代初期开始，在我国对“物理学中的唯心主义”进行的多次批判运动。特别是依据“百花齐放”的方针，对层子模型前后声称以马克思主义指导基本粒子理论研究，并指责同行物理学家为“唯心主义”的一些言论进行了案例分析。