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當(dāng)意大利物理學(xué)家埃托里-馬約拉納(Ettore Majorana)在近一個世紀(jì)前提出電子可以被分成兩半時，這個革命性的想法在很大程度上沒有得到重視。現(xiàn)在，它已成為物理學(xué)的一塊基石。有著與馬約拉納相同的好奇心，達(dá)特茅斯大學(xué)維奧拉研究小組的研究人員正在預(yù)測分裂的光子也可能存在。

詹姆斯-弗蘭克家族物理學(xué)教授洛倫扎-維奧拉說："這是對我們?nèi)绾卫斫夤獾囊粋€重大范式的改變，而這種方式被認(rèn)為是不可能的。"我們不僅發(fā)現(xiàn)了一個新的物理實體，而且是一個沒有人相信會存在的實體。"

分裂光子的理論發(fā)現(xiàn)--被稱為"馬約拉納玻色子"--推動了對光及其行為方式的基本理解。描述這一發(fā)現(xiàn)的研究本月發(fā)表在《物理評論快報》上。

類似于液態(tài)水在特定條件下可以變成冰或水蒸氣，該研究表明，光也可以存在于不同的階段--光子以兩個不同的半身出現(xiàn)。

"水就是水，不管它是液體還是固體形式。它只是在物理條件下表現(xiàn)不同，"維奧拉說。"這就是我們需要接近我們對類光物質(zhì)的理解，它可以存在于不同的階段。我們已經(jīng)分裂了以前被認(rèn)為是不可分裂的東西，我們將永遠(yuǎn)不會以同樣的方式看待光。"

與其說光子的兩半是可以被物理拉開的碎片，不如說它們類似于硬幣的兩面。這兩個不同的部分組成了一個整體，但它們可以被描述并作為獨(dú)立的單位發(fā)揮作用。

該理論由物理學(xué)和天文學(xué)客座助理教授埃米利奧-科巴內(nèi)拉(Emilio Cobanera)共同撰寫，是在懷爾德廳(Wilder Hall)發(fā)展起來的，該廳是20世紀(jì)初具有里程碑意義的研究測量光的輻射壓力的實驗室所在建筑。

新理論依賴于充滿光量子包的能量泄漏腔，并預(yù)測粒子的一半出現(xiàn)在這樣一個合成平臺的邊緣。科學(xué)家仍然需要一個實驗室實驗來證實光子可以以這種以前無法想象的分裂形式存在。與為檢測著名的希格斯玻色子而建造的大規(guī)模結(jié)構(gòu)不同，檢測光子兩半的試驗可以在桌面上使用現(xiàn)有或近期的技術(shù)完成。

根據(jù)研究小組的說法，這項研究為揭開物質(zhì)和光的新的、奇異的階段指明了方向。很難預(yù)測這些發(fā)現(xiàn)如何應(yīng)用，但馬約拉納玻色子可以支持量子計算、光學(xué)傳感器和光放大器。

"維奧拉說："為了做出這一發(fā)現(xiàn)，我們必須挑戰(zhàn)長期以來的信念，并真正跳出盒子思考問題。我們已經(jīng)分裂了以前被認(rèn)為是不可分裂的東西，我們將永遠(yuǎn)不會以同樣的方式看待光。"