马约拉纳费米子到底是谁先发现的？
要明确谁“先发现”了马约拉纳费米子，这其实是一个有点微妙的问题，因为它的发现过程更像是一个逐步深入理解的旅程，而不是一个单点突破的事件。而且，我们谈论的是一个理论预言以及后来一系列实验上的“证据”或“迹象”。
如果一定要追溯到最早的提出者，那毫无疑问是意大利物理学家 埃托雷·马约拉纳 (Ettore Majorana)。他是一位极其聪明但又相当神秘的物理学家，其职业生涯短暂却留下了深刻的印记。
马约拉纳的理论预言：
时间要回到 1937年。当时，量子力学正在蓬勃发展，物理学家们在描述基本粒子时面临着一些挑战，尤其是在理解电子的性质时。在那个年代，电子被认为是基本粒子，但如何处理它的物理学描述，特别是它是否是自己的反粒子，是一个值得探讨的问题。
当时，保罗·狄拉克已经提出了著名的狄拉克方程，成功地描述了电子的相对论性质，并预言了反电子（正电子）的存在。但马约拉纳在研究狄拉克方程的数学结构时，他注意到了一种可能性：是否有可能存在一种粒子，它本身就是自己的反粒子？
他发表了一篇题为《关于对称性原理和电子自旋的某些新设想》（"Teoria simmetrica dell'elettrone e le sue correlazioni con la teoria dei quanti e con la teoria della relatività"）的论文，在这篇划时代的论文中，他引入了一个新的数学描述，即 马约拉纳方程。这个方程描述了一种 自共轭（selfconjugate） 的旋量场。
用更通俗的话来说，在物理学中，粒子的性质通常用一系列量子数来描述，比如电荷、质量、自旋等。粒子与其反粒子的区别，往往在于某些量子数上的相反，最典型的就是电荷。例如，电子带负电，而正电子带正电。但马约拉纳推测，可能存在一种粒子，它的所有内部量子数（如电荷、重子数、轻子数等）都与它的反粒子完全相同。如果这个粒子是电中性的，那么它就无法通过电荷来区分自己和自己的反粒子了。
马约拉纳设想的这种粒子，我们现在称之为 马约拉纳费米子 (Majorana fermion)。他最先提出的就是具有这种性质的 中微子 的可能性。当时，中微子已经被发现，但人们对它的性质了解不多，它似乎是电中性的，这为它是马约拉纳费米子提供了一个可能的候选者。
为什么说“发现”这个词需要审慎？
马约拉纳提出了这个概念，但这只是一个理论预言。科学的进步需要实验的验证。问题在于，要直接“找到”一个马约拉纳费米子非常困难，原因在于它的“自共轭”特性。
直接探测的困难： 如果一个粒子就是它自己的反粒子，那么当它湮灭时，它会与“自己”发生湮灭反应，而不是与另一个独立的“反粒子”湮灭。这种湮灭过程的信号特征与我们习惯于探测粒子与反粒子湮灭的信号有很大不同，甚至可能难以区分。想象一下，你试图分辨左手和右手，当你看到一对完美匹配的“手”出现时，你很难说清楚哪个是“左”的，哪个是“右”的，因为它们在某种意义上是同一回事。
中微子之谜： 马约拉纳在论文中特别提到了中微子。长久以来，关于中微子是“狄拉克费米子”（与自己的反粒子是不同的粒子）还是“马约拉纳费米子”（本身就是自己的反粒子）是物理学界的一个重要问题。随着中微子振荡现象的发现，我们知道中微子有质量，这使得它们是马约拉纳费米子成为可能。然而，直接观测到“中微子双贝塔衰变”（neutrinoless double beta decay），一个只有当介子是马约拉纳费米子时才会发生的罕见过程，一直是实验物理学界的一个重大目标，至今尚未有确凿的观测证据。
后来的发展和“证据”：
在马约拉纳提出这个概念后，很长一段时间里，马约拉纳费米子更多地停留在理论层面，尤其是在粒子物理的标准模型之外的理论中，比如超对称理论中，它是一个非常重要的组成部分。
直到近些年，在凝聚态物理领域，人们开始在特定的材料系统中“制造”出具有类似马约拉纳费米子性质的准粒子（quasiparticles）。这些不是基本粒子，而是由大量电子在特定材料中的集体运动所表现出的“集体行为”。
理论预测与实验观察： 一些理论物理学家，如 阿列克谢·基塔耶夫 (Alexei Kitaev) 等人在20世纪末和21世纪初，发展了关于拓扑相（topological phases）和拓扑量子计算的理论，其中预测了在某些拓扑超导体或拓扑绝缘体的边缘或缺陷处，可能会出现具有马约拉纳费米子特性的准粒子。
实验证据（2010年左右至今）： 从2010年左右开始，以荷兰代尔夫特理工大学的 利奥·科瓦拉季 (Leo Kouwenhoven) 团队为代表，在实验上进行了一系列精心的设计和测量。他们利用超导纳米线、量子点等技术，观察到了一些实验信号，这些信号与理论预言的马约拉纳准粒子非常吻合。例如，在特定条件下，他们观测到了零偏压电导峰（zerobias conductance peak），这被认为是马约拉纳准粒子存在的一个重要标志。
总结来说：
理论上的提出者： 埃托雷·马约拉纳 (Ettore Majorana) 是第一个提出“马约拉纳费米子”概念的人，他在1937年发表了关键论文。
实验上的“发现”或证据： 在凝聚态物理领域，利奥·科瓦拉季 及其团队是早期和重要的实验验证者之一，他们在2010年代初期通过实验观测到与马约拉纳准粒子高度吻合的信号，并在后续研究中不断巩固这些证据。但要注意，这些是在材料中出现的准粒子，并非基本粒子。至于基本粒子意义上的马约拉纳费米子（如中微子），其最终确认仍依赖于更直接的实验证据，如中微子双贝塔衰变。
所以，当我们问“谁先发现”时，如果指的是理论概念，答案是马约拉纳。如果指的是在凝聚态材料中观测到的类似马约拉纳费米子的准粒子，那么科瓦拉季团队是早期和关键的实验探索者。这是一个理论先行，实验逐步验证的过程。
如果一定要追溯到最早的提出者，那毫无疑问是意大利物理学家 埃托雷·马约拉纳 (Ettore Majorana)。他是一位极其聪明但又相当神秘的物理学家，其职业生涯短暂却留下了深刻的印记。
马约拉纳的理论预言：
时间要回到 1937年。当时，量子力学正在蓬勃发展，物理学家们在描述基本粒子时面临着一些挑战，尤其是在理解电子的性质时。在那个年代，电子被认为是基本粒子，但如何处理它的物理学描述，特别是它是否是自己的反粒子，是一个值得探讨的问题。
当时，保罗·狄拉克已经提出了著名的狄拉克方程，成功地描述了电子的相对论性质，并预言了反电子（正电子）的存在。但马约拉纳在研究狄拉克方程的数学结构时，他注意到了一种可能性：是否有可能存在一种粒子，它本身就是自己的反粒子？
他发表了一篇题为《关于对称性原理和电子自旋的某些新设想》（"Teoria simmetrica dell'elettrone e le sue correlazioni con la teoria dei quanti e con la teoria della relatività"）的论文，在这篇划时代的论文中，他引入了一个新的数学描述，即 马约拉纳方程。这个方程描述了一种 自共轭（selfconjugate） 的旋量场。
用更通俗的话来说，在物理学中，粒子的性质通常用一系列量子数来描述，比如电荷、质量、自旋等。粒子与其反粒子的区别，往往在于某些量子数上的相反，最典型的就是电荷。例如，电子带负电，而正电子带正电。但马约拉纳推测，可能存在一种粒子，它的所有内部量子数（如电荷、重子数、轻子数等）都与它的反粒子完全相同。如果这个粒子是电中性的，那么它就无法通过电荷来区分自己和自己的反粒子了。
马约拉纳设想的这种粒子，我们现在称之为 马约拉纳费米子 (Majorana fermion)。他最先提出的就是具有这种性质的 中微子 的可能性。当时，中微子已经被发现，但人们对它的性质了解不多，它似乎是电中性的，这为它是马约拉纳费米子提供了一个可能的候选者。
为什么说“发现”这个词需要审慎？
马约拉纳提出了这个概念，但这只是一个理论预言。科学的进步需要实验的验证。问题在于，要直接“找到”一个马约拉纳费米子非常困难，原因在于它的“自共轭”特性。
直接探测的困难： 如果一个粒子就是它自己的反粒子，那么当它湮灭时，它会与“自己”发生湮灭反应，而不是与另一个独立的“反粒子”湮灭。这种湮灭过程的信号特征与我们习惯于探测粒子与反粒子湮灭的信号有很大不同，甚至可能难以区分。想象一下，你试图分辨左手和右手，当你看到一对完美匹配的“手”出现时，你很难说清楚哪个是“左”的，哪个是“右”的，因为它们在某种意义上是同一回事。
中微子之谜： 马约拉纳在论文中特别提到了中微子。长久以来，关于中微子是“狄拉克费米子”（与自己的反粒子是不同的粒子）还是“马约拉纳费米子”（本身就是自己的反粒子）是物理学界的一个重要问题。随着中微子振荡现象的发现，我们知道中微子有质量，这使得它们是马约拉纳费米子成为可能。然而，直接观测到“中微子双贝塔衰变”（neutrinoless double beta decay），一个只有当介子是马约拉纳费米子时才会发生的罕见过程，一直是实验物理学界的一个重大目标，至今尚未有确凿的观测证据。
后来的发展和“证据”：
在马约拉纳提出这个概念后，很长一段时间里，马约拉纳费米子更多地停留在理论层面，尤其是在粒子物理的标准模型之外的理论中，比如超对称理论中，它是一个非常重要的组成部分。
直到近些年，在凝聚态物理领域，人们开始在特定的材料系统中“制造”出具有类似马约拉纳费米子性质的准粒子（quasiparticles）。这些不是基本粒子，而是由大量电子在特定材料中的集体运动所表现出的“集体行为”。
理论预测与实验观察： 一些理论物理学家，如 阿列克谢·基塔耶夫 (Alexei Kitaev) 等人在20世纪末和21世纪初，发展了关于拓扑相（topological phases）和拓扑量子计算的理论，其中预测了在某些拓扑超导体或拓扑绝缘体的边缘或缺陷处，可能会出现具有马约拉纳费米子特性的准粒子。
实验证据（2010年左右至今）： 从2010年左右开始，以荷兰代尔夫特理工大学的 利奥·科瓦拉季 (Leo Kouwenhoven) 团队为代表，在实验上进行了一系列精心的设计和测量。他们利用超导纳米线、量子点等技术，观察到了一些实验信号，这些信号与理论预言的马约拉纳准粒子非常吻合。例如，在特定条件下，他们观测到了零偏压电导峰（zerobias conductance peak），这被认为是马约拉纳准粒子存在的一个重要标志。
总结来说：
理论上的提出者： 埃托雷·马约拉纳 (Ettore Majorana) 是第一个提出“马约拉纳费米子”概念的人，他在1937年发表了关键论文。
实验上的“发现”或证据： 在凝聚态物理领域，利奥·科瓦拉季 及其团队是早期和重要的实验验证者之一，他们在2010年代初期通过实验观测到与马约拉纳准粒子高度吻合的信号，并在后续研究中不断巩固这些证据。但要注意，这些是在材料中出现的准粒子，并非基本粒子。至于基本粒子意义上的马约拉纳费米子（如中微子），其最终确认仍依赖于更直接的实验证据，如中微子双贝塔衰变。
所以，当我们问“谁先发现”时，如果指的是理论概念，答案是马约拉纳。如果指的是在凝聚态材料中观测到的类似马约拉纳费米子的准粒子，那么科瓦拉季团队是早期和关键的实验探索者。这是一个理论先行，实验逐步验证的过程。
网友意见
都不是，你说的那些只是准粒子而已。
从基本粒子的角度来看，目前为止尚未发现马约拉纳费米子。
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