近日，物理領(lǐng)域權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)刊發(fā)了華中科技大學(xué)物理學(xué)院劉鑫教授研究團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)卡弗里理論科學(xué)研究所張富春教授、清華大學(xué)的劉東副教授合作成果《弱磁場(chǎng)下邁斯納效應(yīng)誘導(dǎo)的馬約拉納零模式》(Majorana Zero Modes Induced by the Meissner Effect at Small Magnetic Field)，論文報(bào)道了利用邁斯納效應(yīng)可以在小于10 mT磁場(chǎng)下在導(dǎo)體/拓?fù)浣^緣體/超導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中產(chǎn)生拓?fù)?/span>相，由此誘導(dǎo)具有非阿貝爾統(tǒng)計(jì)屬性的馬約拉納零能模的理論研究。

馬約拉納零模是拓?fù)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=超導(dǎo)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_2">超導(dǎo)中的準(zhǔn)粒子激發(fā)，它既不是費(fèi)米子，也不是玻色子，而是遵循非阿貝爾統(tǒng)計(jì)的任意子，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)拓?fù)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=量子計(jì)算',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">量子計(jì)算的物質(zhì)基礎(chǔ)。這使得拓?fù)涑瑢?dǎo)和馬約拉納零模研究既有重大的基礎(chǔ)研究?jī)r(jià)值，又有巨大的應(yīng)用潛力。實(shí)現(xiàn)拓?fù)浔Ｗo(hù)的馬約拉納零模一般需要加入磁場(chǎng)或者交換場(chǎng)破壞時(shí)間反演對(duì)稱性，又需要超導(dǎo)提供拓?fù)浔Ｗo(hù)。然而較大磁場(chǎng)通常會(huì)抑制超導(dǎo)的能隙，削弱，甚至破壞拓?fù)浔Ｗo(hù)。因而平衡這兩個(gè)矛盾的先決條件是構(gòu)建具有非阿貝爾統(tǒng)計(jì)和拓?fù)淞孔佑?jì)算平臺(tái)關(guān)鍵。

華中科技大學(xué)劉鑫教授課題組及合作團(tuán)隊(duì)提出邁斯納效應(yīng)誘導(dǎo)馬約拉納零模的機(jī)制將現(xiàn)有馬約拉納平臺(tái)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度（>0.5 T）降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，其實(shí)現(xiàn)的馬約拉納零模的數(shù)量和位置具有可操控性，并通過薛定諤-泊松自洽計(jì)算驗(yàn)證了該機(jī)制的實(shí)驗(yàn)可行性，為突破該領(lǐng)域的瓶頸提供了新的方向。物理學(xué)院原博士生，現(xiàn)博士后潘曉紅為論文第一作者，劉鑫教授，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)卡弗里理論科學(xué)研究所張富春教授和清華大學(xué)的劉東副教授為論文共同通訊者。

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圖1. (a) 超導(dǎo)/拓?fù)浣^緣體/超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)示意圖。(b) 馬約拉納零模密度圖。兩幅能譜示意圖表示邊界態(tài)的能隙大小依賴于與磁場(chǎng)（藍(lán)色箭頭）的夾角 θ 。黑色箭頭表示倫敦規(guī)范下的矢勢(shì)。

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