這個假設在高能物理界已經被尋找了許久,或許微中子有可能是Majorana 費米子。近幾年材料物理的重大進展 --- 拓墣絕緣體 --- 電子在其表面能夠自由傳導外,其動力方程式和迪拉克方程幾近相同。這個特殊的材料如果與超導體接觸,理論學家預測在介面間,其低能量激發態有可能具有Majorana費米子的性質。本文將以簡單的場論語言來理解Majorana費米子的特殊之處,以及為何複雜的凝體系統有可能可以發現如此美妙的物理。
從包利不相容原理到Majorana費米子 包利 (Wolfgang Pauli) 提出的不相容原理是量子物理最有別於古典物理之處。我們最熟知的基本粒子 --- 電子,就必須遵守這個法則。簡單來說,如果有兩個電子在某一物理系統中,則這兩個電子必須處於不同的量子態。這可用簡單兩句話就能描述的物理原理,對自然現象有著極為重要的影響:除了是元素週期表 (Periodic Table) 的基本原理,從半導體原理,磁性原理,到計算超導體中庫柏電子對 (Cooper pair) 的束縛能量,都能見到包利不相容原理的蹤跡。此外,在二次量子化 (second quantization) 的語言,包利不相容原理也被內建在電子的產生 (creation) 煙滅 (annihilation) 算符所對應的代數之中: