上层薄膜是一种超导体，底层则是一种拓扑绝缘体——电流只会在其表面或边缘传导，而不经过其内部。它们在一起形成了一种超导-拓扑绝缘体，电子毫无阻力地沿着材料表面的两个边缘流动，如同高速公路上飞驰的汽车。

　　张首晟的想法是通过添加少量的磁性材料来调整拓扑绝缘体。从而使电子沿着表面两边的电子沿着相反的方向流动。

　　实验配置的方式。图片来源：论文原文

　　然后，研究人员在薄膜堆上扫过一块磁铁。这样可以减慢、停止和切换电子的流动方向。这些变化并不连续，而是一步步地突然发生，就像在楼梯上的一级级台阶一样。

　　在这个循环中的某些时刻，马约拉纳费米子就出现了。它们成对地从超导层里诞生，atv直播，像电子一样沿拓扑绝缘体的边缘流动。研究者令每对粒子中的一个偏离正常路径，就可以很容易地测量单个准粒子的流动。像电子一样，准粒子也会随着磁铁运动而减慢运动速度、停止或者改变方向，但是它迈出的每一“步”，高度只有电子脚步的一半。

　　这些“半步”，就是研究人员一直在寻找的铁证，如同犯罪现场还在冒烟的枪。

　　斯坦福大学物理学教授乔治·格雷塔（Giorgio Gratta）在设计和规划EXO-200项目上发挥了重要作用。他认为，这些实验的结果，对确定中微子是否是自己的反粒子的工作不太可能有什么影响。

　　格雷塔说：“他们观察到的准粒子，本质上就是材料中的激发现象，表现得像马约拉纳费米子。但它们不是基本粒子，它们是在特殊准备的人造材料中，以十分人为的方式产生的。它们应该不太可能自发出现在宇宙中，不过话说回来这事儿我们也说了不算。另一方面，中微子在宇宙中无处不在的，如果中微子被证明是马约拉纳费米子，这将表明自然不仅允许了这种物质的存在，而且还将其充满了整个宇宙。“

　　他补充说：“这件事更有趣的是，它证明'类比'的思想在物理学研究中非常重要。虽然准粒子和真实粒子是不同的东西和不同的过程，但也许我们可以用一个去理解另一个。也许我们会发现很多更有趣的事情。“

　　天使粒子

　　张首晟说，等到遥远的未来，马约拉纳费米子可以用来制造稳定的量子计算机，不会被环境噪音干扰——目前这种干扰是量子计算机的巨大障碍。因为每个马约拉纳费米子本质上就是半个亚原子粒子，所以一个量子比特的信息可以用两个相距甚远的马约拉纳费米子存储，这样就不太可能有什么因素同时干扰它俩、让它们携带的信息丢失。

　　埃舍尔的作品：天使和恶魔

　　现在，他给他的团队发现的这一种手性马约拉纳费米子起了一个名字：“天使粒子”。这个名字指的是2000年的一本惊悚小说《天使与魔鬼》，小说中一个秘密兄弟会计划用一枚定时炸弹炸毁梵蒂冈，这枚炸弹的破坏力就来自物质-反物质湮灭。但是张首晟说，和小说不同的是，在马约拉纳费米子的量子世界，只有天使，没有魔鬼。

　　以上编译自斯坦福大学新闻稿，原文作者Glennda Chui。

　　今天下午，我们和论文的共同第一作者，加州大学洛杉矶分校的潘磊取得了联系。他告诉果壳网，这一发现的重要性在于它为拓扑量子计算机的实现指明了道路。拓扑量子计算比普通的量子计算对外在噪声的抵抗力更强，但是为了实现它，需要对一种满足特定属性的粒子进行操纵，而马约拉纳费米子正好具有这种属性。

　　此前人们已经知道，中微子有可能是一种马约拉纳费米子。但是中微子几乎不和任何东西作用，操纵它似乎不太可能，所以研究者试图在固态物质里寻找它的准粒子。虽然可以说这些准粒子不是“真正”的马约拉纳费米子，但是对于量子计算而言这没有关系，只要这个准粒子符合它的性质，就可以用来制造拓扑量子计算机。

　　潘磊说，虽然此前也有一些实验认为发现了马约拉纳费米子的迹象，但是那些实验的验证手段不够干净，难以彻底排除其他原因的可能性。而他和他的合作者的这一实验，利用的是马约拉纳费米子的独特性质，基本可以排除干扰可能。

　　这项实验虽然是由多位华裔科研工作者完成，但潘磊希望媒体不要过度关注作者的国籍，而将报道重心回归到实验本身之中。