绅士老司机|我们花好几年时间,才知道马约拉纳费米子长什么样


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来源:SELF格致论道讲坛
什么是马约拉纳费米子?马约拉纳费米子有多么重要?找到马约拉纳费米子以后对我们将来的生活有什么样的影响?在SELF讲坛上 , 贾金锋教授分享了他和他的团队寻找马约拉纳费米子的经历 , 也传递了科学家的不懈的探索和创新精神 。
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贾金锋
上海交通大学教授
国家杰出青年基金获得者
国家教育部“长江学者奖励计划”特聘教授
以下内容为贾金锋演讲实录:
大家好 , 我的名字叫贾金锋 , 我今天做的报告题目叫寻找马约拉纳费米子 。 大家看到这个题目以后可能一大堆问题 , 首先什么是马约拉纳费米子?
我就从这个问题开始讲起 , 要了解马约拉纳费米子 , 首先我们得讲一下什么是费米子 。 讲了什么是费米子 , 大家还是不明白 , 大家理解到的子 , 可能最多的就是原子、分子 , 其实了解了原子、分子已经很好了 , 大家知道我们这个物质世界就是由这些原子、分子组成的 。
原子分子其实是能够保持物质性质最小的基本单元 , 如果把原子分子再往下分 , 就会分出很多个叫做基本粒子的东西 。 它们比原子分子更小的、组成我们物质世界的单元 , 我们叫做基本粒子 。
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这么多的基本粒子要怎么研究呢?一位天才的科学家叫做狄拉克 , 他把基本粒子分成两类 , 一类叫费米子 , 一类叫玻色子 。 玻色和费米 , 他们两位都是非常伟大的科学家 , 为了纪念他们 , 所以用他们的名字命名了这两类基本粒子 。
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狄拉克还预言 , 这些基本粒子还存在反粒子 , 每一种基本粒子都存在一种反粒子 。 比如说电子是一种费米子 , 我们用的电就是由电子产生的 , 它的反粒子就是正电子 。 所以到目前我们知道了什么是费米子 , 什么是玻色子 , 每种粒子会有反粒子 。
在这之后 , 又出来了一位更伟大的科学家 , 他叫马约拉纳 , 这是一位非常天才的科学家 , 这个天才不是我说的 , 是跟他一起工作的费米说的 , 费米就是刚才费米子的费米 。 费米本身就是一个非常天才的科学家 , 他很少夸别人是天才 , 但是他夸马约拉纳是一个天才 , 可想而知马约拉纳的多么天才了 。
马约拉纳做了这么一个预想 , 在狄拉克方程的基础上 , 他预想有可能粒子和它的反粒子是一模一样的 , 就是存在这么一种粒子 , 正反粒子是同样的一种粒子 , 这个预想中的粒子被称为马约拉纳费米子 。
现在大家清楚了吧 , 什么是马约拉纳费米子 , 首先要知道清楚什么是费米子 , 然后费米子都有反粒子 , 然后反粒子和自己一样了 , 那就是马约拉纳费米子 。
为什么要找马约拉纳费米子?马约拉纳费米子它有什么好的地方?为什么大家都要去找它?
这个要从两方面来讲 , 一方面从理论上来讲 , 马约拉纳做了这样一个预言 , 不仅因为他是一个天才的科学家 , 而且这个预言本身就很重要 , 如果你找到了就证明了他这个理论 。 另外在这个理论之后又出来了很多理论 , 比如我们常听说的一个暗物质 。 暗物质出来以后 , 有理论预言暗物质的备选粒子也是马约拉纳费米子 , 所以如果能够找到马约拉纳费米子 , 也将有助于人们理解暗物质 。
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