光子不仅是最小的粒子，而且是构成光通量的极其小的能量量子。人们一度认为这个基本量子无法分裂，而意大利物理学家埃托雷·马约拉纳关于它仍然可能的假设被认为纯粹是幻想。然而，二十世纪末发现并证明光子可以一分为二或三。现在，物理学家希望利用分离的光子创建一个新的光公式。
马约拉纳费米子
光子是规范玻色子的一部分，并且在粒子之间产生相互作用，它们传递力。1937 年，埃托雷·马约拉纳决定描述费米子——具有半整数自旋的粒子，它们是自己的反粒子，就像光子一样。为此，他创建了一个特殊的方程。但这一切都与1928年提出的狄拉克场论相矛盾，狄拉克场论描述了任何反粒子与其不同的费米子（例如，电子的反粒子是正电子）。
马约拉纳认为，理论上，可以通过利用量子效应将电子分裂成两部分来获得这种粒子。然后你将得到两个粒子结合在一起，只是它们彼此之间的距离足够远。另一件事是，直到今天，马约拉纳费米子作为基本粒子还从未被观测到。事实上，形成它们的实验装置非常难以实现。
马约拉纳费米子是由橡树岭国家实验室的研究人员与马克斯·普朗克研究所和剑桥大学合作捕获的，尽管它是以准粒子的形式处于特殊状态，能够保护量子信息免于退相干（量子自旋液体）。然后，在与超导体耦合的反常量子霍尔系统中发现了手性马约拉纳费米子。
模式转变
2018 年，微软实验室的荷兰研究人员识别出了这种长期寻找的粒子。由半导体层和超导层制成的混合纳米线在这方面帮助了他们。三年后，该研究被撤回，因为对原始数据的分析缺乏足够的科学严谨性。
美国达特茅斯学院的 Lorenzo Viola 团队扩展了为费米子开发的马约拉纳粒子概念。现在玻色子等分裂光子已经出现在其中。它们可以通过仅迫使少量能量离开系统来获得。
在这种情况下，系统将由腔链组成，量子光包的能量将通过这些腔链。在这条链的每一端，位于合成平台的边缘，马约拉纳玻色子（粒子的一半）应该出现。
「在对光的理解中，这种范式转变根本不可能。我们发现了一种新的物理实体，一种没人能想到的实体。我们已经分割了以前被认为不可分割的东西，我们永远不会以同样的方式看待光线，」洛伦佐·维奥拉说。
不同的相状态
正如水在压力和温度的影响下变成气态或固态一样，光在某些条件下也以不同的状态存在，其中光子将有两个不同的部分，形成一个整体，但也可以分别描述。
现在这都是理论。为了证明光子确实可以以分裂的形式存在，需要进行实验室实验。尽管从根本上说，这项研究本身为光和物质的奇异相开辟了道路。
马约拉纳玻色子可以变得有用，因为它们可以使量子计算机变得更高效、更快，最重要的是对外部干扰不太敏感。它们还可用于开发光放大器和光学传感器。它们通过不同的签名来识别，并且对实验缺陷具有鲁棒性。
