距離意大利物理學(xué)家Ettore Majorana預(yù)測(cè)電子可以分成兩半已近一個(gè)世紀(jì)?，F(xiàn)在，達(dá)特茅斯大學(xué)和紐約州立大學(xué)理工學(xué)院組成的研究團(tuán)隊(duì)，給出了一項(xiàng)新研究預(yù)測(cè)：“光子分裂”也可能存在。

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可以肯定的是，光子可以以分裂形式存在的發(fā)現(xiàn)將促進(jìn)我們對(duì)光及其行為的基本理解。該理論發(fā)現(xiàn)——被命名為“Majorana 玻色子”的分裂光子，近日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》上。達(dá)特茅斯大學(xué)物理學(xué)教授、高級(jí)研究員Lorenza Viola表示，“這是重新理解光的重大范式變化。我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的物理實(shí)體，一個(gè)難以置信其真實(shí)存在的實(shí)體?！?/p>

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該研究表明，類似于液態(tài)水在特定條件下可以變成冰或蒸汽一樣，光也可以存在于不同的狀態(tài)從而表現(xiàn)為兩個(gè)不同的一半?！八褪撬?，不管它是液態(tài)還是固態(tài)，只是在不同的物理?xiàng)l件下表現(xiàn)不同，”Viola 說(shuō)?！肮庖彩沁@樣一種物質(zhì)，它可以存在于不同的狀態(tài)。”

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當(dāng)然，光子的兩半并不是指物理切開(kāi)的兩半碎片，而是類似于硬幣的兩個(gè)不同側(cè)面。這兩個(gè)不同的部分構(gòu)成了一個(gè)整體的光子，但它們可以作為獨(dú)立的單元進(jìn)行描述和運(yùn)行。“每個(gè)光子都可以被認(rèn)為是兩個(gè)不同部分的總和。現(xiàn)在，我們能夠確定將這兩部分彼此隔離的條件。”達(dá)特茅斯大學(xué)的博士生、該論文的第一作者Vincent Flynn說(shuō)到。

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該研究建立在物理學(xué)前沿研究的基礎(chǔ)之上。我們知道，基礎(chǔ)粒子有兩種不同的類型：費(fèi)米子和玻色子。費(fèi)米子，例如電子是孤立的，相互排斥的；而玻色子，例如光子，往往會(huì)聚集在一起。因此，很多研究人員會(huì)自然地認(rèn)為分裂玻色子將是一項(xiàng)不可能的任務(wù)。

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該研究從理論上預(yù)言：將一些能量泄露、耗散的腔耦合在一起，形成充滿光的量子包，Majorana玻色子——光子的一半將出現(xiàn)在這樣一個(gè)合成平臺(tái)的邊緣。

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“我們的發(fā)現(xiàn)提供了這樣一個(gè)線索，即可能存在一個(gè)承載Majorana玻色子的未知光物質(zhì)的拓?fù)湎啵?/strong>”Flynn說(shuō)。該理論發(fā)現(xiàn)建立在1937年對(duì)存在Majorana費(fèi)米子預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上。盡管2001 年就有研究人員提出了一個(gè)特定過(guò)程來(lái)說(shuō)明某些超導(dǎo)體中的電子是如何減半的，但直到現(xiàn)在，研究人員仍認(rèn)為光子是不可分割的。