近日，由《科技导报》编辑部从国内外重要科技期刊和科技新闻媒体所报道的中国科技成果中，按科学、技术、工程3 个类别，遴选、推荐候选条目，经《科技导报》编委、审稿人等专家通信评选，推选出2016年度中国重大科学、技术、工程进展30项。在十项2016年度中国重大科学进展中，物理与天文学院2项成果入选，分别是贾金锋教授团队实验证实马约拉纳费米子的存在，季向东教授领导的PandaX-II实验对暗物质粒子特性给出迄今最强的限制。《科技导报》是中国科学技术协会学术会刊，以发表国内外科学和技术各学科专业原创性论文为主，同时刊登阶段性科研成果报告，报道国内外重大科技新闻。
马约拉纳费米子是一种与其反粒子完全相同的特殊费米子，它不仅关系到超对称理论和暗物质，而且是拓扑量子比特的最优载体，在量子计算领域有巨大应用前景，一直是物理学界的研究热点。上海交通大学贾金锋研究组及其合作者通过一种由拓扑绝缘体材料和超导体材料复合而成的特殊人工薄膜，在实验室里成功捕捉到了这一神秘粒子。发现马约拉纳费米子意味着人类在量子物理学领域取得了一个重大突破，同时也意味着在固体中实现拓扑量子计算成为可能，或将引发新一轮电子技术的革命。相关研究结果发表在2016年6月24日《Physical Review Letters》[116(25): 257003]。
贾金峰在实验室捕获马约拉纳费米子
暗物质是宇宙中不参与“电磁”和“强”相互作用的全新未知物质，是普通物质的5倍多。揭开暗物质微观粒子本质是21世纪物理与天文学最重要的科学目标之一。上海交通大学季向东和刘江来领导的PandaX-II合作组成功研制了目前国际上正在运行中的最大规模的、500kg级的“二相型”液氙暗物质探测器，实现了同类仪器中的最高探测效率和最低噪声水平。
500kg级液氙探测器
PandaX-II探测器于2016年3月开始在世界最深的中国锦屏地下实验室运行并采集数据。在首个运行期33000kg·d的国际最大曝光量下，得到了暗物质与质子和中子的散射截面小于2.5×10-46cm2的最强限制，以高置信度排除了暗物质粒子与普通物质通过传递标准模型粒子相互作用的可能性。相关研究结果以封面文章的形式发表在2016年9月16日《Physical Review Letters》[117(12): 121303]。
微信公众号
