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专访张首晟:谈天使粒子,问科研有啥用、能不能得诺奖不合适

近日,在张首晟、何庆林、寇煦丰、王康隆等4位华人科学家的带领下,中美科研团队实现了物理学里的重大突破:找到了正反同体的“天使粒子”——手性马约拉那费米子模。国际物理学界追寻马约拉那费米子已有80年。

研究成果发布在《科学》杂志上后,论文通讯作者之一、美国斯坦福大学教授张首晟成为媒体关注的焦点。有媒体文章认为,张首晟在物理学取得的成就,足以为他赢得诺贝尔奖,获奖只是时间问题。针对这样的观点,张首晟在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)电话专访时进行了回应:“我在国内工作了很长时间,也和国内媒体、科学界有过很多的接触。我现在发现一个现象,一旦有重大的科学发现,始终会听到两个问题。第一个问题是这个科学发现到底有没有用,第二问题是这个科学发现能不能得诺奖。我觉得这两个问题问得都不恰当,也是不合适的。”

张首晟

54岁的张首晟说,自己的偶像是爱因斯坦,而翻看爱因斯坦获得诺贝尔奖的经历可以发现,爱因斯坦是在解释光电效应18年后才获得诺贝尔奖的。

“如果外界整天只想问科学家这两个问题,而他们也认为这是科学动力的话,我想绝大多数人会对这个结果失望的。”张首晟告诉澎湃新闻。

现在,张首晟除了担任斯坦福大学教授外,还成立了投资公司,其创立的丹华资本已经在美国、中国进行投资。

“天使粒子”以及“马约拉纳费米子”

要解释张首晟团队这次的发现,首先得追溯到1928年。当时,物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)做出了一个惊人的预测:宇宙中的每个基本粒子都有一个与其对应的反粒子——电荷相反的“双胞胎”。当粒子与反粒子相遇时,它们会湮灭,同时释放出一股能量。这一预测随后被实验证明。

狄拉克

接着时间推进到1937年,意大利理论物理学家埃托雷·马约拉纳(Ettore Majorana)在他的论文中提供了另一种预测:在一类被称为“费米子”的粒子(包括了质子、中子、电子、中微子和夸克)中,应该有一些粒子,自己就是自己的反粒子,并可以用一个波动方程来描述。不过可惜的是,马约拉纳在做出这一预测后,自己也神秘消失了。至此,人类也踏上了寻找这一神奇粒子的漫长过程。

马约拉纳

虽然凝聚态物理实验一般无法直接观测到真正的“基本粒子”,但实验中产生的特定现象,符合“基本粒子”的特征表现,可以说是非常重要的“准粒子”。张首晟团队这次在拓扑绝缘体和超导体组成的系统中发现的手性马约拉纳费米子,就符合马约拉纳费米子的波动方程,能有力证实这种“天使粒子”的存在。

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