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去年專訪張首晟 開心聊 「天使粒子」靈感

鄭重聲明
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張首晟與團隊於北京發表實驗結果,證實天使粒子的存在。(圖:張首晟提供)

張首晟與團隊於北京發表實驗結果,證實天使粒子的存在。(圖:張首晟提供)

2017年07月21日 首次見刊
2018年12月06日 更新文稿

知名華裔科學家、史丹福大學物理系、電子工程系和應用物理系終身教授張首晟,驚傳於12月1日去世,年僅55歲;以下為本報於2017年7月的訪問稿。

史丹福大學教授、中國科學院院士張首晟與四位華人科學家領銜的科研團隊,21日在北京宣布實驗結果,證實找到正反同體的「天使粒子」—馬約拉那(Majorana)費米子。諾貝爾物理獎得主楊振寧稱此發現為物理學的重大突破,並預言研究成果「必獲諾貝爾獎」。

張首晟首度提出「拓撲絕緣體」理論,而後成為物理界非常蓬勃的研究領域,引申出許多分支,而天使粒子,便是在已證實的磁性絕緣體系統上加設超導體,「這類接續性的研究有點像孩子玩樂高,把一個個零件組合起來,且還能繼續延續下去。」

他向本報記者表示,80年前,義大利理論物理學家馬約拉那(Ettore Majorana)就曾預測無反粒子的粒子存在,但卻一直無人證實,而張首晟的研究團隊想出了解決辦法。他解釋,沒有反粒子的粒子,也相當於是普通粒子的一半,「在磁性絕緣體中,粒子行為通常是整數式的跳耀,意即若能觀察到半整數的台階模式,就能證實有天使粒子的存在。」

談到研究瓶頸,他形容,有點像蓋房子,前期的理論是勾勒藍圖、架設根基,進度會較困難,但因理論整理完備,後續實驗就水到渠成,因此今天的發表就是公布實驗證實房子已經蓋好了。

「我將它取名為天使粒子的靈感來自於丹布朗小說『天使與魔鬼』。」他解釋,小說中談到正反粒子的碰撞會將所有質量以能量形式釋放出,從而湮滅世界,「而發現天使粒子,就好像發現一個完美世界,只有天使,沒有魔鬼。」

接下來的研究面向將繼續探討天使粒子的發現如何造福人類。張首晟表示,很多現在解決不了的問題,都與計算機能力不足有關,因此開發量子計算機已成為目前學界、產業界積極投入的研發競賽,而天使粒子的發現能大大幫助研發量子計算機的可能。

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