2017年7月20日，著名物理學(xué)家張首晟及其研究團隊召開新聞發(fā)布會，宣布他們在美國的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項重大發(fā)現(xiàn)。這個重要發(fā)現(xiàn)是：在整個物理學(xué)界歷經(jīng)80年的探索之后，他們終于發(fā)現(xiàn)了手性馬約拉納費米子的存在——這個新發(fā)現(xiàn)的粒子，被張首晟院士命名為“天使粒子”。

　　這里瞬間就出現(xiàn)了兩個物理學(xué)家的名字：“費米”與“馬約拉納”。其中對于費米大家都比較熟悉，他是實現(xiàn)人工核反應(yīng)堆（原子彈）的首席科學(xué)家，也是李政道先生在芝加哥大學(xué)讀博士時候的博士論文導(dǎo)師，那么，問題來了——

　　誰是馬約拉納？

　　假如你去一個海濱城市，在某個浪漫曖昧的夜晚，徐徐海風(fēng)吹拂之下，一些游輪餐廳也許會放著這樣的音樂，那是Rod Stewart 的《SAILING 》：

　　I am sailing， I am sailing ……cross the sea。

　　I am sailing stormy waters， ……

　　……

　　I am dying……

　　其實，這首歌是非常適合來描述馬約拉納這個人的呢。

　　事情還要從20世紀(jì)20年代中期說起，那是在物理學(xué)的復(fù)興之路上的意大利，伽利略的物理學(xué)后裔費米在意大利開始經(jīng)營他的新羅馬帝國。當(dāng)時， 費米在羅馬大學(xué)組建了一個物理研究所，這個組里匯集了一批意大利當(dāng)時最優(yōu)秀的青年物理學(xué)家，21歲的帥哥馬約拉納也在這個研究組里。

馬約拉納

　　當(dāng)時他倆都是只有二十幾歲，夢想都很大，說話也很隨便。

　　馬約拉納說：“每隔500年才有一個類似阿基米德或牛頓這樣的科學(xué)家出現(xiàn)，而每隔100年就會有1至2個愛因斯坦和玻爾這樣的人出現(xiàn)?！?/p>

　　費米說：“那費米是幾百年出一個？”

　　馬約拉納說：“我們談的是愛因斯坦與玻爾……”

　　馬約拉納是一個很有天賦的物理學(xué)家，他的分析與計算能力對整個研究組的幫助很大。

　　只要有他在的地方，就沒有人會用計算尺和筆算。馬約拉納能夠口算出243的平方根乘以578的立方根等于多少這樣的數(shù)學(xué)題……費米和他曾有過一場計算能力的PK，費米用紙筆尺，馬約拉納只用腦子，然后比賽結(jié)果是平局……而眾所周知，費米的計算能力也是非常強的：后來在美國爆炸原子彈的時候，他就站在很遠之外，手里拿張紙，撕成碎紙片。原子彈的沖擊波來了，他把紙一扔，然后根據(jù)紙片被卷走的高度、速度和距離計算原子彈釋放的能量值。沖擊波走了，費米就算出來了，而且計算出來的結(jié)果和精密儀器測試的結(jié)果不相上下……

　　馬約拉納對自己的研究工作自我要求很高，他很少發(fā)表研究成果，除非他本人覺得研究結(jié)論已經(jīng)無可挑剔。

　　一九二九年，費米研究組的成員之一瑞薩緹（Franco Rasetti）在美國加州理工學(xué)院進行訪問研究時，測量了氮原子核的自旋數(shù)，其結(jié)果是“一”，這讓當(dāng)時的物理學(xué)家很費解。馬約拉納立刻意識到原子核應(yīng)該是由帶正電的質(zhì)子和一種不帶電的、質(zhì)量與質(zhì)子相近且自旋亦為二分之一的粒子所組成。他把這種粒子叫做 “中性質(zhì)子”，也就是人們后來發(fā)現(xiàn)的中子。具體到氮原子核，其組成應(yīng)為七個質(zhì)子加七個“中性質(zhì)子”。他同時也意識到，為了使原子核不致因內(nèi)部的質(zhì)子們 “同性相斥”而分崩離析，核內(nèi)一定存在一種比電磁力強得多的相互作用力，他稱之為“交換作用力”——這就是后來人們所說的強相互作用力。不過可惜的是，馬約拉納這個人非常低調(diào)，甚至有些消極，他沒有發(fā)表這些結(jié)果。

　　幾個月后，俄國的一個名字叫伊萬年科（Dmitri Ivanenko）的物理學(xué)家也認(rèn)識到了中子的存在，發(fā)表了相關(guān)的文章。費米抱怨他坐失良機，，馬約拉納也僅僅只一笑置之——從這里也許可以看出馬約拉納是一個比較淡漠的青年，可能還有點抑郁，從這里倒可以解釋他具有某種先天的自殺傾向。

　　為什么叫“天使粒子”？

　　那么，這次張首晟他們發(fā)現(xiàn)的手性馬約拉納費米子為什么取了一個名字叫“天使粒子”呢？

　　這里面可能有好幾個原因，蝌蚪君給大家來分析解讀一下：

　　首先，是因為馬約拉納費米子是很特殊的，一般的粒子都是既有正粒子又有反粒子，比如電子與正電子是不同的。但是，馬約拉納費米子的特點是正粒子就是反粒子。所以，天使與魔鬼集成在同一個粒子身上了，因此取名叫天使粒子。不過，從這個角度來說，這個粒子的取名也可以換成“魔鬼粒子”，意思也是一樣的——因此還需要其他理由。

　　其次，是因為有一個希格斯粒子被稱為上帝粒子，于是，為了與上帝對應(yīng)，現(xiàn)在搞出了一個天使粒子。

　　最后，有可能是因為馬約拉納本身就是一個折翼的天使。