檢視馬約絞納費米的原始碼

'''馬約絞納費米'''（英語：Majorana fermion）是一種米仔，伊的反粒子就是伊本身，一九三七年，埃托雷 ・ 馬約拉納發表論文假想這款粒仔的存在，因此猶閣號名。佮之相異，狄拉克費米子，指甲反粒子佮家己無仝款的費米。

除了微中子以外，所有標準模型的費米的物理行為佇咧低能量的狀況佮狄拉克費米子雷同（佇咧電弱對稱性破壞了後）， 但是微中子的本質猶未確定，微中子可能是狄拉克費米抑是馬約拉納費米。佇凝聚體物理學內，馬約拉納費米子通準粒子激發的形式存在佇超導體內面，伊會當用來形成具有非阿貝爾統計的馬約搝納束縛態。

==理論==

這一概念由馬約拉納佇一九三七年提出，伊對狄拉克方程式改寫會著矣馬約拉納方程式，會當描述中性自旋兩分之一粒子，因為滿足這一方程式的粒仔為家己的反粒仔。

馬約搝納費米仔佮狄拉克費米子之間的區別會當用兩改的量子化的產生佮湮無算符表示。產生算符 $ \ gamma _ { j } ^ { \ dagger } $ 會產生量子態為 $ j $ 的了米仔，煙無算符 $ \ gamma _ { j } $ 是會共伊毀掉無（抑是講產生對應的反粒子）。 嘿於狄拉克費米子，$ \ gamma _ { j } ^ { \ dagger } $ 佮 $ \ gamma _ { j } $ 無仝，毋過對馬約仔納錢的米，兩者相仝。

==基本粒仔==

目前的基本粒仔中尚無已知影的馬約絞納費米。毋過這馬對微中子的本質猶原欠缺了解，伊有可能是馬約搝納費米子抑是狄拉克費米子。無微中子雙 β 衰變會當看做一種雙 β 衰變事件，佇這件代誌，假若是微中子確做馬約拉納費米，則產生的兩微仔中子會隨相刣無去，因為𪜶彼此攏是對方的反粒子。目前已經有實驗咧走揣這類衰變的影跡。台灣的物理學者 Hung-Te Su 佇一篇提交予 Physical Letters A 的期刊論文已經論證成功，佇咧特定條件之下，實驗會觀察著以上的物理現象，由論文共定的推薦條件，有夠反證的微中子確實是馬約搝彼粒子。

咧強子對挵機內，無微中子雙 β 衰變過程的高能量類比是仝正負號帶電輕子對的產生。大型強子對挵機的超環面儀器佮緊鬥渺渺子線圈當咧走揣這類事件。咧手徵對稱性理論內，這兩種過程之間存在深厚的關連。根據翹翹枋機制，一種上蓋為學術界接受的對著為啥貨微中子質量會遮爾細細个的解說，微中子是一个天然的馬約拉納費米。

馬約搝納費米袂當傷有電矩抑是磁矩，干焦會當有環矩。因為佮電磁場的交互作用非常的微細，伊是冷暗物質的可能候揀。超對稱模型中假想的中性微子是馬約拉納費米。

==準粒子==

佇超導材料中馬約拉納費米子通做準粒仔產生。佇超導體內面準粒是家己的反粒子，就按呢予這个行為會當發生。超導體會規定電子-電空對稱備粒子激發，將能量為 $ E $ 的產生算符仔 $ \ gamma ( E ) $ 佮能量做 $-E $ 的湮無算符合 $ { \ gamma ^ { \ dagger } (-E ) } $ 關聯做伙。做能量（厚米能級）$ E $ 為零時，γ=γ†，馬約搝納費米會束縛佇某一个缺陷，規个物體號做是「馬約搝納束縛態」抑是「馬約拉納零模」。 遮的物體袂閣遵守費米統計，是非阿貝爾統計（non-Abelian statistics）的任意子，變換次序會改變系統的狀態。馬約搝納束縛態所遵守的非阿貝爾統計予𪜶有可能予人應用於拓撲量子計算機。

因為費米會當階位佇超導能縫內底，因為出現中央才有縫（midgap state）。 中央能縫態可能予人被被鋪佇某一寡超導體抑是超流體的量子渦旋中，所以可能是馬約搝納費米的發源處。另外咧，超導線的端點抑是超導線欠陷處的肖克利態嘛可能是馬約拉納費米的純電系發源處。另外閣會當用分數量子拜爾應該替代超導體為馬約霆納費米子的發源。

二空空八年，傅亮佮查爾斯 ・ 凱恩（Charles Kane）共出突破發展，𪜶預言馬約搝納束縛態會出現佇咧湠絕緣體佮超導體的介面。隨後，其他物理學者發表了真濟類似論文。

==超導實驗==

自傅金等的論文發表了後，真濟科學家攏共試圖做實驗佇超導體中走揣馬約搝納費的米。  二空一二年物理學者發現了馬約搝納準粒子可能存在的頭一个證據。來自荷蘭代爾夫特理工大學科維理奈米科學研究所的研究團隊做相關的實驗，𪜶會曉鋪化鋪奈米線佮一條電路相連，一爿為正常的金電極接觸區域，另外一爿為超導體薄片接觸區域。設備暴露佇中等強度的磁場內底，當施加佇兩个電極間的電壓做零時導電率出現峰值，這和一對馬約搝納束縛態的形成相峇，奈米線佮超導體薄片接觸區域的兩爿各有一个馬約搝納費米。差不多佮現此時，由瑞典隆德大學佮美國的普渡大學也各自獨立地佇咧基於是四界的交關係瑟夫森結構內底分別觀察著馬約拉納費米所引起的零偏壓電導峰佮交流分數約瑟夫森效應。隨後，較濟實驗室發現零偏壓電導峰現象，如以色列威爾茲曼研究所在新化領域、丹麥波耳研究所佇閣較為純淨的外延新化抹-a-lú-mih 系統內底攏發現這種零能態。

閣較濟證據嘛佇咧基於磅空掃描探針系統內底予人發現。二空一四年，普林斯頓大學研究團隊使用低溫掃描隧道顯微鏡發現佇超導鉛元素板表面的一條鐵元素長鏈的兩爿會出現零能電導峰。無參與這項實驗的加州理工學院物理學者傑森 ・ 阿理夏（Jason Alicea）評論，這項實驗共出馬約搝納費米存在的「予人信服」的證據，猶毋過「咱應該注意著的猶閣有其他可能的解說—— 暫時敢若猶未按呢的理論」。

中國科學家佇該領域嘛做出傑出貢獻。二空一六年初，上海交通大學科研團隊佇實驗室里成功地佇超導拓撲薄膜系統中探測著具有零能的捲犁水態，並且證明這種零能態有安德烈夫反射自旋選擇性，這為馬約搝納零能態提供了另外一種準，使實驗事實閣較會靠得。

二空一七年乎，史丹福大學張首晟團隊佮加州大學洛杉磯分校的王康隆團隊、加州大學歐文分校的夏晶團體合作，咧超導-量仔反常霍爾平台中發現著具有半个量仔電導的邊緣電流，佮理論預言的手性馬約搝粒仔十分峇峇。這是咧霍爾乎應平台系統中第一个有確實證據的馬約拉納測量結果。

遮的基於超導體平台的實驗可能證實矣理論的馬約搝納空會束縛態。猶毋過，具備零能態只是馬約拉納準粒子眾多性質中的一个，其他真濟現象嘛會使致使零能態。雖然零能態佮半个量電導的愈來愈精確的測量會當排除大部份干擾因素，總是馬約搝納準粒仔的證實著愛揣著閣較予人信服的證據，比如講，非阿貝爾統計特性以及拓撲保護等。

==參見==

* 馬約拉納方程式

==參考文獻==

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