天使粒子是不是真实的粒子？天使粒子是梦幻还是现实( 三 )

在《科学》期刊上的这篇文章，其表述的是该团队在实验中观测到“一维手性马约拉纳费米子模” 。实际上，研究团队在实验中看到的是一个霍尔效应的“半整数平台” ，这是存在马约拉纳型准粒子的一个重要理论预言。对此，麻神理工学院教授文小刚曾表示“这次实验直接测到的是半整数量子化电导，它间接意味着手性马约拉纳费米子存在的可能性” 。
“天使粒子”的实验观测现象可能因“短路”导致
2020年1月3日，美国宾夕法尼亚州立大学常翠祖等科学家在《科学》期刊上发表文章，显示在相似实验平台中观测到的结果并不相同，他们只观测到一种类似“短路”的现象。

常翠祖研究团队在《科学》期刊上最新发表的论文截图自《科学》期刊
常翠祖领导的宾夕法尼亚州立大学和德国维尔茨堡大学的物理学家团队，尝试重复美国加利福尼亚大学洛杉矶分校团队的实验结果，却发现“在毫米级的量子反常霍尔绝缘体与超导体的异质结中的半整数量子化电导平台的边缘电流不是由手性马约拉纳费米子导致” 。

反常量子霍尔绝缘体与超导体的耦合机制形成一种新的拓扑量子态，超导体附着在反常量子霍尔绝缘体的上部（如左图）；宾夕法尼亚州立大学和德国维尔茨堡大学的实验表明，该装置的几何结构中使用的毫米大小的超导体产生了一个电短路，该现象不符合手性马约拉纳费米子的理论预测（如右图）；图自宾夕法尼亚州立大学官网
该研究团队测试了三十几种类似于2017年研究报告中用于产生“天使粒子”的设备样本，但是此次重复实验中的现象很难用手性马约拉纳费米子理论预言中的物理模型进行解释。该研究团队认为：由于量子反常霍尔绝缘体紧密接触的超导体将两侧的量子反常绝缘体进行了简单电学连接，这一“短路”电路导致了观测到的半整数量子化电导平台。简单点说，新的重复实验中，研究人员认为观测到的半整数量子平台由于“短路”造成，而并非由于“天使粒子”所致。
宾夕法尼亚州立大学首任纳米中心主任陈鸿渭（Moses Hung-Wai Chan）表示， “实际上，宾州大学和维尔茨堡的两个实验室使用多种设备配置获得了完全一致的结果，这一事实使人们对理论上提出的实验几何的有效性产生严重怀疑，并质疑2017年观察‘天使粒子’的说法” 。
不过，宾夕法尼亚州立大学博士后研究员莫蒂扎·凯亚尔哈(Morteza Kayyalha) ，也是此次重复实验的参与者之一，表示， “量子反常霍尔绝缘体和超导性的结合是实现‘手性马约拉纳费米子’的一个有吸引力的方案，不过，我们理论家同事需要重新思考设备的几何结构” 。
结束语
【天使粒子是不是真实的粒子？天使粒子是梦幻还是现实】80多年的艰辛探索，马约拉纳费米子如魅影一般难以琢磨，它一度被断定在凝聚态物理学界的热门材料上留下“脚印” 。因为涉及到拓扑量子计算机的构建，马约拉纳费米子的研究更是意义非凡，但梦幻能否变成现实，有待时间的检验。