反物质边缘编辑本段回目录
在物质和反物质的边缘：纳米科学家首次发现了探寻已久的马约喇纳粒子。代尔夫特理工大学（TU Delft）卡夫里研究所（Kavli Institute）和物质基础研究基金会（FOM Foundation：Foundation for Fundamental Research on Matter）的科学家，第一次成功探测到马约喇纳粒子（Majorana particle）。20世纪30年代，卓越的意大利物理学家埃托雷•马约喇纳（Ettore Majorana）推导，根据量子理论，可能存在一种非常特殊的粒子，这个粒子就是它自身的反粒子：这就是马约喇纳费米子（Majorana fermion）。 “马约喇纳”粒子正好处在物质与反物质之间的边缘。
 这种装置是采用铟锑化物（indium antemonide）纳米线制成，覆盖着黄金触片，而且部分覆盖着超导铌（niobium）触片。这种马约喇纳费米子是在纳米线两端创造出来的。 来源：代尔夫特理工大学 |
纳米科学家利奥•考恩霍文（Leo Kouwenhoven）已经引起科学家们极大的兴奋，在2月份，他在科学大会上展示了初步结果。今天，科学家们4月12日在《科学》网站上发表了他们的研究成果，题为《马约喇纳费米子特征径迹见于超导-半导体纳米线设备》（Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices）。这项研究的资金来自物质基础研究基金会和微软。
量子计算机和暗物质
马约喇纳费米子是非常有趣，不仅是因为它们的发现开辟了基本物理学的新的和未知的领域；而且它们也会在宇宙学中发挥重要作用。一种理论假设认为，神秘的“暗物质”构成宇宙中最大的一部分，就是由约喇纳费米子组成。此外，科学家们也把这种粒子看作基本材料，可制备量子计算机。这样的计算机强大得多，远远超过最好的超级计算机，但是，至今只是在理论上存在。不同于“普通”的量子计算机，用马约喇纳费米子制成的量子计算机异常稳定，几乎对外部影响没有反应。
纳米线
这是第一次，利奥•考恩霍文研究小组的科学家成功创造出这种纳米级电子设备，在其中，一对马约喇纳费米子“现形”了，就在一根纳米线的两端。他们做到这一点，是因为结合了一种极其微小的纳米线，这种纳米线是埃因霍温理工大学（Eindhoven University of Technology）的同事制作的，采用了超导材料和强磁场。考恩霍文说，“纳米线两端的粒子，测量结果无法解释，只能说是存在这一双马约喇纳费米子。”
粒子加速器
理论上说，是可以探测到约喇纳费米子，只需要采用粒子加速器，比如欧洲核子研究中心（CERN）的那种。目前的大型强子对撞机（Large Hadron Collider）看起来不够灵敏，达不到这一目的，物理学家认为，还有另一种可能性：约喇纳费米子也可能出现在适当设计的纳米结构中。量子力学的神奇之处是，马约喇纳粒子以这种方式创造出来，很类似粒子加速器中观察到的那种，但是，这是很难理解的，考恩霍文解释说。“2010年，两个不同小组的理论家提出一个解决方案，就是使用纳米线、超导体和强磁场。我们碰巧非常熟悉这些成分，在代尔夫特理工大学，这是因为早期的研究。”微软找到利奥•考恩霍文，帮助他们领导一项特殊物质基础研究项目，就是寻找马约喇纳费米子，结果就成功地找到了。
埃托雷•马约喇纳
意大利物理学家埃托雷•马约喇纳是一位卓越的理论家，在他年轻的时候，就表现出对物理学的伟大的洞察力。他发现了迄今未知的方程解，这个方程就是量子科学家推断基本粒子的：这个解就是马约喇纳费米子。实际上，量子理论预测的几乎所有的理论粒子都已被发现，在过去的几十年中，只有少数例外，其中就有神秘的马约喇纳粒子和著名的希格斯玻色子（Higgs boson）。但是，埃托雷•马约喇纳本人是每一点都很神秘，就像这种粒子。1938年，他取出所有的钱，然后就消失在渡船旅游中，游船是从巴勒莫（Palermo）到那不勒斯（Naples）的。他是否自杀，被谋杀，或改名换姓活着，不得而知。此后，再也没有发现马约喇纳的蛛丝马迹。
