花了80年，人类终于证实它的存在

　　希格斯玻色子、引力波，这几年的物理学界捷报连连，尽管大多数人不知道这些发现意味着什么，顶多多了一个高频词汇或者多了一项谈资，不求甚解。一篇名为《量子反常霍尔效应绝缘体—超导体结构中的手性马约拉纳费米子模》的论文发表在本月20日的《Science》杂志上。一个名叫“天使粒子”的名词开始刷屏，各大媒体争相报道，“80年的追踪终于找到”“拓扑量子计算机”“诺奖候选”等等标签统统贴上，并且宣称该发现“结束了国际物理学界对这一神秘粒子长达80年的漫长追寻”。

　　事实上，就连科研团队本身，都未曾声称找到了这个没有反粒子“正反同体”的著名的“马约拉纳费米子”，而是将之称为“马约拉纳费米子模”，一字之差，大有文章，是“粒子”与“准粒子”的差别，也是粒子物理和凝聚态物理的差别，或者按照参与人员张首晟教授的话来说，这次的发现是马约拉纳费米子存在的“铁证”，但是铁证与真正的马约拉纳费米子之间还有距离。

　　焦点1

　　马约拉纳费米子有没有被找到？

　　答案：没有！只是证明了具有马约拉纳费米子激发的输运态，并且世界上首次实现其粒子的量子化，是世界上首次实验证明这种粒子存在的最有力证据。

　　文章的第一作者、加州大学洛杉矶分校（UCLA）的何庆林是这样解释这次研究的：“本次研究是利用了反常量子霍尔绝缘体与超导体的耦合机制而形成一种新的拓扑量子态，称为拓扑超导体。UCLA团队利用分子束外延技术，制备了只有6纳米厚的反常量子霍尔绝缘体薄膜，然后在表层沉积超导体后将样品冷却至接近绝对零度，通过外加电场和磁场的调控，测试样品的量子电导，来证明了具有马约拉纳费米子激发的输运态，并且世界上首次实现其粒子的量子化，因此此工作是世界上首次实验证明这种粒子存在的最有力证据。”

　　何庆林的解释充满了各种专业名词，但抛开复杂的理论与技术来看，其意思就是“本项研究的重点就是实验中观测到了马约拉纳费米子模存在的证据，同时又极大程度上排除了其他因素的影响，成为马约拉纳准费米子存在的有力证据”。也就是说，这项研究提供了证据证明“马约拉纳费米子是存在的”，但是至今仍未能发现它。

　　焦点2

　　“天使粒子”究竟是什么？

　　答案：并不是真正的粒子，更不是所谓的基本粒子，而是“准粒子”，是作为固态系统中简化多体问题的手段之一而引入的数学模型。

　　实际上，此次宣布发现的“马约拉纳费米子”并不是真正的粒子，更不是所谓的基本粒子，而是“准粒子”，是作为固态系统中简化多体问题的手段之一而引入的数学模型。例如，常见的准粒子的例子还包括，为了描述固态系统中原子震动的传播而引入的“声子”。

　　文章的共同第一作者、加州大学洛杉矶分校的潘磊表示：“马约拉纳费米子本来是一个高能物理概念，是一种有质量的基本粒子，很多人认为中微子就是马约拉纳费米子。这里要说明，现在所有的发现，都不是真正看到了马约拉纳费米子，而是发现了‘符合马约拉纳费米子性质的激发态’。”