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十张会让你看错的照片,还相信自己的眼睛吗?


不是熊猫,看清楚了

汽车的脏车顶看起来像是外太空拍的地球

印度新德里的航摄影,不是墙壁。

墨西哥的一个小镇,不是电脑CG。

海底的沉船,不是大年夜鱼的嘴巴。

恐龙一样大年夜的鸽子

毛毛虫照样一群鸟?

别怕UFO,只是灯光的反射罢了。

这也不是模仿城市游戏,只是一个坟场。

锅底的龙虾。

保罗‧狄拉克(Paul Dirac)source:Wikimedia

1928 年,物理学家狄拉克(Paul Dirac)推导出有名的狄拉克方程式,并是以预言反粒子的存在。仅仅四年之后,安德森(Carl Anderson)便从宇宙射线不雅测到电子的反粒子(正子)。从此,反粒子便成了基本物理拼图里弗成或缺的角色。

时至今日,我们知道,所有粒子都有本身的反粒子。并且,粒子和其反粒子具有雷同质量,却携带相反电荷1。除此之外,有些粒子比较独特,它是本身的反粒子。

如何的粒子,才能成为本身的反粒子呢?

如前所述,粒子和反粒子拥有的电荷是相反的。所以,必须是电中性的粒子,才可能成为本身的反粒子。举例来说,不带电的光子和希格斯玻色子(Higgs boson),就是本身的反粒子。

编按:2017/7/20 加州大年夜学和史丹佛大年夜学的团队在《科学》(Science)期刊上揭橥研究,宣布找到马约拉纳费米子(Majorana fermion)存在切实其实切证据。这个研究的冲破为何?和之前的「上帝粒子」希格斯玻色子又有什么不合?这一切的一切,先让我们从反粒子开端说起吧。

然而,物理学家根据粒子的性质,将所有粒子分类成「自旋为整数的玻色子」和「自旋为半整数的费米子」。上述的光子和希格斯粒子,均是玻色子。1937年,物理学家马约拉纳(Ettore Majorana)提出,费米子可所以本身的反粒子──现称为马约拉纳费米子(Majorana Fermion),只不过,至今我们仍未发明其存在。

马约拉纳(Ettore Majorana)source:Wikimedia

在粒子物理标准模型中,独一有可能是马约拉纳费米子的,只有中微子2。今朝已有很多进行中的实验,意在确认中微子是否真的是本身的反粒子。另一方面,在凝态物理范畴,近年也陆续有研究团队揭橥相干研究,欲望能在实验中创造出类似马约拉纳费米子的现象──只不过,不雅测证据都不敷充分。

昨天(2017年7月20日),加州大年夜学和史丹佛大年夜学的团队在有名期刊《科学》(Science)上揭橥文章〈Chiral Majorana fermion modes in a quantum anomalous Hall insulator–superconductor structure〉,宣布发明马约拉纳费米子存在切实其实切证据。他们应用超导体和拓朴绝缘体系体例作出新的实验装配,成功不雅测到等待的现象,显示了马约拉纳费米子的存在。

严格来说,这个研究不雅察到的马约拉纳费米子,并不是真正的马约拉纳费米子,而是一群电子在特别设计下,激发成为准粒子(quasiparticle)而表示出类似马约拉纳费米子的性质。天然界中,毕竟存不存在根本的马约拉纳费米子仍是个问号。不过,藉由这个实验,我们倒是可以肯定,可以或许在实验室工资地产生类似马约拉纳费米子的现象──这已经是实验上的重要成就,并且可能具有很多应用上的潜力;如研究团队引导者张首晟传授所言,这对将来建造量子电脑,将会有所赞助。

无论若何,这是人类在马约拉纳费米子的摸索上,很重要的一步,也是实验办法的立异。就让我们拭目以待将来的成长与应用吧!

十张会让你看错的照片,还相信自己的眼睛吗?

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