❶ 如何評價張首晟發現馬約拉納費米子
天使粒子的發現意味著量子計算已成為可能。
量子世界本質上是平行的,一個量子粒子能夠同時穿過兩個狹縫。量子計算機能夠進行高度並行的計算,遠比經典計算機有效。
天使粒子一般指馬約拉納費米子。
馬約拉納費米子(英語:Majorana fermion)是一種費米子,它的反粒子就是它本身。與此相反,狄拉克費米子(Dirac fermion)則是指反粒子與自身不同的費米子。
❷ 費米子的相關資料
1937年,隨著量子力學的興起,義大利理論物理學家Ettore Majorana提出可能存在一種新型的奇特粒子,即名為Majorana費米子的粒子。經過75年的追尋,研究人員終於發現了Majorana費米子存在的一個可靠證據。而這一發現就如同找到了一把通往拓撲量子計算時代的 「鑰匙」。
早在Majorana之前,奧地利物理學家Erwin Schrodinger就提出了描寫量子行動和互動的方程式。英國物理學家Paul Dirac點綴了該方程式,使其能夠適用於費米子,並且將量子力學和愛因斯坦的相對論結合在了一起。同時Dirac的研究還指出了反物質的存在,並暗示某些粒子可以作為其本身的反粒子,如光子,但費米子卻被認為並非此類粒子。後來,Majorana延伸了Dirac方程式,認為可能存在一種新的費米子能夠作為其本身的反粒子,這種粒子就是Majorana費米子。然而,Majorana費米子始終披著神秘面紗,從20世紀到21世紀,全世界物理學家一直在努力尋找它。Majorana也曾提出,一種中微子——電中性粒子的些微聚集,可能剛好符合他提出的這種假設粒子的要求。
幾十年過去了,理論物理學家發現調整大量電子的移動也許能夠模仿Majorana費米子,而且,被稱為「准粒子」的這些集體運動的表現與同類型的基本粒子非常像。日前,荷蘭代爾夫特理工大學物理學家Leo Kouwenhoven和同事發現了這些准粒子的跡象,並將研究報告在線發表在《科學》上。
Kouwenhoven研究小組專門設計製造了實驗使用的晶體管。早前的理論假設就提到,如果其中一個電極是超導體,並且電流在磁場中流過一個特殊的半導體納米線,就可能促使電子在納米線的另一端表現得像Majorana費米子一般。理論還進一步指出,如果研究者試圖在磁場外從標准電極中輸送電流到超導電極,電子可能在超導體中反彈,因此超導電極中檢測不到電流。但是,如果磁場開啟,將能觸發Majorana費米子的存在,這樣電子將會進入超導體,並在電流中出現跳躍。Kouwenhoven研究小組則發現了這一電流尖峰。而且,當研究人員改變誘發Majorana費米子的任何一個條件時,例如關閉磁場,用金屬電極更換超導電極,第二個電極中的電流尖峰就會消失不見。
然而,這一結果並不能直接證實Majorana費米子的發現。美國加利福尼亞大學理論物理學家Jason Alicea認為,這個荷蘭研究小組為消除其他可能的解釋做出了非常引人矚目的工作。但是,他也指出,該研究並不能完全證實Majorana費米子的存在。如果找到了這種「神奇粒子」,將使在固體中實現拓撲量子計算成為可能,人類也將進入拓撲量子計算時代。因為當相互移動兩個Majorana費米子時,它們能夠「記得」自己以前的位置,這一性質可以用來編碼量子級別數據。
❸ 請教費米子和玻色子的通俗含義
就好比電子有一定質量、電荷一樣,自旋也是基本粒子的一種內稟屬性,任何基本粒子都有這個屬性,自旋屬於固有角動量,其量子數只能是0或1/2的整數倍,並且相伴有磁矩,可以通過實驗判斷基本粒子的自旋。
所有內稟屬性都相同的粒子叫做全同粒子,量子理論表明,由全同粒子組成的系統遵從兩種不同的統計規律,一種是玻色-愛因斯坦統計,相應的粒子稱為玻色子;另一種是費米-狄拉克統計,相應的粒子稱為費米子。研究發現,所有玻色子的自旋量子數(簡稱自旋)都是0或整數,所有費米子的自旋都是半整數。
❹ 什麼是費米子
費米子(fermion):自旋為半整數的粒子。比如電子、質子、中子等以及其反粒子。它們符合泡利不相容原理,以及費米-狄拉克統計:
由全同費米子組成的孤立系統,處於熱平衡時,分布在能級εi的粒子數為,Ni=gi/(e^(α+βεi)+1) 。α為拉格朗日乘子、β=1/(kT),有體系溫度,粒子密度和粒子質量決定。εi為能級i的能量,gi為能級的簡並度。
費米子,得名於義大利物理學家費米.
玻色子是依隨玻色-愛因斯坦統計,自旋為整數的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理,在低溫時可以發生玻色-愛因斯坦凝聚。 玻色子包括:. 膠子 - 強相互作用的媒介粒子,自旋為1,有8種; 光子 - 電磁相互作用的媒介粒子,自旋為1,只有1種這些基本粒子在宇宙中的「用途」可以這樣表述:構成實物的粒子(輕子和重子)和傳遞作用力的粒子(光子、介子、膠子、W和Z玻色子)。在這樣的一個量子世界裡,所有的成員都有標定各自基本特性的四種量子屬性:質量、能量、磁矩和自旋。
這四種屬性當中,自旋的屬性是最重要的,它把不同將粒子王國分成截然不同的兩類,就好像這個世界上因為性別將人類分成了男人和女人一樣意義重大。粒子的自旋不像地球自轉那樣是連續的,而是是一跳一跳地旋轉著的。根據自旋倍數的不同,科學家把基本粒子分為玻色子和費米子兩大類。費米子是像電子一樣的粒子,有半整數自旋(如1/2,3/2,5/2等);而玻色子是像光子一樣的粒子,有整數自旋(如0,1,2等)。
這種自旋差異使費米子和玻色子有完全不同的特性。沒有任何兩個費米子能有同樣的量子態:它們沒有相同的特性,也不能在同一時間處於同一地點;而玻色子卻能夠具有相同的特性。
基本粒子中所有的物質粒子都是費米子,是構成物質的原材料(如輕子中的電子、組成質子和中子的誇克、中微子);而傳遞作用力的粒子(光子、介子、膠子、W和Z玻色子)都是玻色子。
❺ 費米子的發展
第六種物質形態誕生
人類生存的世界,是一個物質的世界。過去,人們只知道物質有三態,即氣態、液態和固態。20世紀中期,科學家確認物質有第四態,即等離子體態(plasma)。1995年,美國標准技術研究院和美國科羅拉多大學的科學家組成的聯合研究小組,首次創造出物質的第五態,即「玻色—愛因斯坦凝聚態」。為此,2001年度諾貝爾物理學獎授予了負責這項研究的三位科學家。
2004年1月29日,又是這個聯合研究小組宣布,他們創造出物質的第六種形態———費米子凝聚態(fermioniccondensate)。消息傳出,國際物理學界為之振奮。專家們認為,這一成果為人類認識物質世界打開了又一扇大門,具有重大的理論和實踐意義,將成為年度重大科技成果之一。
研究小組負責人德博拉·金30歲,2003年獲得美國麥克阿瑟基金會頒發的「大天才」獎。她表示,這項成果有助於下一代超導體的誕生。而下一代超導體技術可在電能輸送、超導磁懸浮列車、超導計算機、地球物理勘探、生物磁學、高能物理研究等眾多領域和學科中大顯身手。
形態的區別
通常所見的物質是由分子、原子、離子構成的。處於氣態的物質,其分子與分子之間距離很遠。而構成液態物質的分子彼此靠得很近,其密度要比氣態的大得多。固態物質的構成元素是以原子或離子狀態存在的,原子或離子一個挨著一個,相互牽拉,這就是固體比液體硬的原因。
被激發的電離氣體達到一定的電離度之後便處於導電狀態。電離氣體中每一帶電粒子的運動都會影響到其周圍帶電粒子,同時也受到其他帶電粒子的約束。由於電離氣體內正負電荷數相等,這種氣體狀態被稱為等離子體態。
所謂玻色—愛因斯坦凝聚,是科學巨匠愛因斯坦在70年前預言的一種新物態。這里的「凝聚」與日常生活中的凝聚不同,它表示原來不同狀態的原子突然「凝聚」到同一狀態。玻色—愛因斯坦凝聚態物質由成千上萬個具有單一量子態的超冷粒子的集合,其行為像一個超級大原子,由玻色子構成。這一物質形態具有的奇特性質,在晶元技術、精密測量和納米技術等領域都有美好的應用前景。
創造
由於沒有任何兩個費米子能擁有相同的量子態,費米子的凝聚一直被認為不可能實現。物理學家找到了一個克服以上障礙的方法,他們將費米子成對轉變成玻色子。費米子對起到了玻色子的作用,所以可讓氣體突然冷凝至玻色—愛因斯坦凝聚態。這一研究為創造費米子凝聚態鋪平了道路。
❻ 請教一下,什麼是狄拉克費米子(Dirac fermion)有哪些性質及應用。
就是滿足狄拉克方程的費米子。
特性有:速度接近光速,質量為0,表現為良好的導電特性,電子運動受拓撲學保護。應用上石墨烯、拓撲絕緣體表面態的電子都具有這種性質。
❼ 外爾費米子的發現,對於量子計算機的發展有什麼意義
對稱性是由於在相應的方向上或在沿著這些方向的對稱鏡像關繫上原子結構相同,而在兩個或更多的方向上,在物理和結晶學方面近似的一個晶體的性質。外爾費米子受到對稱性的保護,可以用來實現高容錯的拓撲量子計算。可以解決量子計算機低功耗的問題,可以集成度更高。目前的充電原理是電子流通過電線和電路進入設備,如果採用外爾費米子,它可以保證幾乎不損耗能源的情況下完成高功率的計算,甚至可以實現設備的一年一充電。理論上應用前景廣泛。
❽ 廣州費米子科技有限公司是騙子公司嗎
是的。被騙了200多。大家注意了
❾ 如何評價賈金峰教授團隊發現馬約拉納費米子
首先強調兩點:科學家:指物理、化學、生物、數學、計算機等所有科學方面的研究者
待遇:指金錢物質收獲、名聲或關注度等等各方面
推動人類的進步是科學家,他們甚至花了一輩子心血在為人類的進步做突破、研究,並且貢獻巨大。而明星很多是靠天賦、各種暗地裡見不得人的潛規則(不全是,也有有真正實力的)……,雖然他們給人們帶來了許多樂趣,但付出和貢獻都遠遠低於科學家,為什麼他們待遇相差如此巨大,我覺得很不公平。
並且國家為什麼不重視這個問題?如果國家重視這個問題,我想中國的科學技術肯定會更大幅度的進步!