一分為二的光子概念圖。
科學家新提出的理論認為，半個光子有可能存在，而且用現有的技術、桌面大的設備就能進行實驗探測並證實它的存在。
這項由美國達特茅斯學院（Dartmouth College）和紐約州立大學理工學院（SUNY Polytechnic Institute）聯合完成的研究認為，半個光子，也稱為「馬約拉納玻色子」（Majorana boson）有可能存在。這項理論將極大地推動物理學界對光這種物質的認知。
研究人員解釋說，就像水可以有冰和氣體不同的相態（phase），光也可以有不同的相態，其中一種就是以兩個完全不一樣的半個光子的形式存在。
主要研究者之一達特茅斯學院物理學教授洛倫薩·維奧拉（Lorenza Viola）說：「不論是固態還是液態，水都是水，只是展現的特性不同。我們用這種思維方式看待光這種物質，它也有不同的相態。」
不過，研究人員所說的半個光子，不是像物體分成兩半那種概念，而是像硬幣的正反兩面。這兩個不同的部分既能組成一個完整的個體，又有各自獨立的功能。
研究人員說他們的理論從物理基本概念發展而來。物理學家把粒子分為兩大類：費米子和玻色子。費米子，例如電子，是各自獨立的，它們總是互相排斥。玻色子，例如光子，它們喜歡聚集在一起。科學家以前很自然地以為要把玻色子分裂成兩個部分不大可能，但是這份研究認為它們會以馬約拉納玻色子的形式存在。
合作研究者文森特·弗林（Vincent Flynn）說：「我們的發現提供了第一個線索，顯示像光線和其它能夠承載馬約拉納玻色子的物質所展現的、以前未知的拓撲相位。」
早在1937年，科學家提出存在半個電子，也稱為「馬約拉納費米子」（Majorana fermion），可是直到大約一百年後的今天，科學家才提出半個光子的存在。
接下來，科學家需要進行實驗探測半個光子的存在。研究稱，不像希格斯玻色子（Higgs boson）那樣需要用大型的設備才能探測，對半個光子的探測可以使用現有的技術、或是不遠的將來出現的新技術、設計一個桌面大小的設備即可。研究組表示，馬約拉納玻色子具有明顯的特徵，對實驗誤差具有較好的抵抗力。
研究者預計半個光子在量子計算機、光學感應器和光線放大器等領域都有潛在用途，並啟發科學家發現光線和物質的奇異新相態。
這份研究12月10日發表於《物理評論快報》（Physical Review Letters）。◇
