Nếu
được chứng thực, đây sẽ là lần đầu tiên mà một hiện tượng vật lý được
dự đoán từ năm 1937 bởi nhà lý thuyết người Ý Ettore Majorana xuất hiện
trong thực tế. Các fermion Majorana là những hạt giống
electron có phản hạt riêng của chúng. Chúng không phải là fermion cũng
chẳng phải boson, và thay vào đó chúng tuân theo thống kê phi Abel. Các
trạng thái lượng tử của những hạt như vậy được trông đợi là có trở kháng
cao đối với các nhiễu loạn do môi trường gây ra, khiến chúng là những
ứng cử viên lí tưởng cho các máy tính lượng tử.
Các hạt Majorana fermion được tiên đoán từ năm
1937 nhưng chưa từng được bắt gặp trong thực tế.
Trong một bài báo đăng tải trên Tạp chí
Science mới đây, nhà vật lý Vincent Mourikand Leo P.Kouwenhoven cho biết
nhóm của ông đã khiến cho hạt Majorana fermion phải lộ diện bằng cách
đưa một bảng mạch nhỏ vào từ trường nam châm.
Tuy vậy, theo giới chuyên môn, mặc dù
các bằng chứng có được khá vững chắc nhưng vẫn cần thêm nhiều thí nghiệm
tương tự trong thời gian tới để xác nhận phát hiện này.
Loại hạt đặc biệt
Các hạt cơ bản luôn tồn tại dưới hai
dạng: fermion và boson. Fermion là những hạt như electron, lepton và
quark. Fermion cấu thành nên vật chất và tuân theo Nguyên lý loại trừ
Pauli về việc hai hạt không thể có cùng trạng thái lượng tử tại cùng một
thời điểm. Trong khi đó, Boson là những hạt như Photon, Boson W, Boson
Z, Gluon...
Các hạt fermion đều có phản hạt, tức
những hạt có cùng khối lượng nhưng trái dấu điện cực với chúng. Một
electron có điện cực âm trong khi phản hạt của nó là positron mang điện
cực dương. Khi electron tiếp xúc với phản hạt của mình (trong trường hợp
này là positron) thì hai hạt sẽ thủ tiêu lẫn nhau và biến thành các
photon năng lượng.
Thế nhưng khác với tất cả các hạt
fermion khác, Majorana lại hoạt động giống y như phản hạt của chính nó.
Chỉ có điều, các hạt Majorana sẽ vẫn triệt tiêu nhau khi tiếp xúc với
phản hạt.
Nếu như phát hiện của Kouwenhoven được
ghi nhận, Majorana sẽ mang đến cho con người một ứng dụng trong thực tế,
đó là cách thức lưu trữ thông tin đơn giản và hiệu quả hơn trong điện
toán lượng tử.
