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“物质的量”的比。
我因最近需要弄明白摩尔，特意请教了一位专家，得知，化学反应中物质之比是分子量之比，也是摩尔之比，也是质量之比。
是“物质的量”比的通俗说法，因为“物质的量”的单位是摩尔。 例如，18克水（分子量18）与34克双氧水（分子量34）的摩尔比是1：1。 一般我们说到“摩尔比”时，都是按照反应方程式中各物质的系数关系来讨论的。也就是说，分子、分母通常都是整数。例如，说按照 3 ：2 的摩尔比反应。
微软公司(MICROSOFT) 的创始人比尔-盖茨是目前世界上最富有的人之一，他的资产逾千亿，被美国人誉为“坐在世界巅峰的人”。比尔-盖茨70年代曾经就读于美国哈佛大学，但是两年以后，他没有完成学业就离开了这座著名的校园，其中原因有二：一是厌学，二是他敏锐地洞察到个人电脑在未来所拥有的广阔前景。于是，在1975 年，他与中学的校友保罗-艾伦以区区1000美元共同创办了微软公司。那一年比尔-盖茨只有20岁。1981年，比尔-盖茨与保罗-阿伦共同为国际商用机器公司(IBM)设计百批个人电脑的操作系统磁盘软件获得成功，这就是人们常常谈起的DOS命令。也就是从这时开始，微软公司迅速地发展起来。到1996年公司员工已经从最初的40多名发展到1.6万名，资产近200亿美元，其营业额可同拥有30万职工的IBM公司相媲美。在个人电脑的6 种主要软件中，微软公司在其中的4种中独领风骚；在6种专业软件中，微软公司也显示出咄咄逼人的实力。同样到1996 年，微软公司控制了84%的操作系统软件市场，它开发的MS-DOS磁盘作为软件安装在1.2亿台电脑上，它开发的WINDOWS(窗口操作系统)可用于25种语言，用户超过6000万。比尔-盖茨是一个雄心勃勃的人，他的梦想是让所有的人都能从他的成功中受益。当标志着第二次信息革命开始的微软网络出现时，她立即站在了这股新浪潮的最前端。微软公司投资4000万美元同移动电讯技术公司合资建立了世界无线通讯联网系统，以庞大的信息传递网络服务于世界。1995年3月，比尔-盖茨与另一位亿万富翁、美国最大的移动电话公司创始人克雷格-麦考宣布了新的合作项目：在全球建立移动通讯网。这一项目的总投资达90亿美元。比尔-盖茨说，他要用电脑和信息高速公路解放世界。比尔-盖茨有着极强的竞争意识，在巨大的成绩面前，他没有考虑如何享受人生，他时时提醒自己不要居功自傲，要勇于奋进，只有这样才能不断处于领先地位。他热爱自己的职业，并且刻苦工作。他要求下属更多地了解对手，以面对新的挑战。他认为，永远革新才是成功的关键。比尔-盖茨发表了《未来之路》一书，他在书中说：“事情才刚刚开始。”比尔-盖茨1994年结婚，妻子梅林达-佛伦奇是微软公司的一名高级管理人员。他们目前有一个女儿，住在美国西雅图市华盛顿湖畔的一套总造价达5000万美元的别墅里，整个别墅全部实行电脑化管理，室内设施和装修十分现代化。作为一名百亿富翁，比尔-盖茨认为，富有到一定程度，金钱就没有太大意义了。他表示，他将把自己财富的95% 捐献给慈善事业，让别人都能从中受益。这位电脑超人兑现了自己的一部分诺言，出资200多亿美元成立了世界上最大的基金会。
01
人物简介
比尔·盖茨，全名威廉·亨利·盖茨三世，简称比尔或盖茨。1955年10月28日出生于美国华盛顿州西雅图。13岁开始计算机编程设计，18岁考入哈佛大学，1975年与好友保罗·艾伦一起创办了微软公司，比尔盖茨担任微软公司董事长、CEO和首席软件设计师。1986年，比尔·盖茨进入Fortune亿万富豪榜，约3亿1千5百万美元。1995年比尔·盖茨成为世界首富，约200亿美元。比尔·盖茨1995-2007年连续13年成为《福布斯》全球富翁榜首富 ，连续20年成为《福布斯》美国富翁榜首富。
02
人物经历
比尔·盖茨有关于计算机的天赋和洞察力是微软公司和软件业界成功的关键。
他的计算机才能崭露头角是在13岁时，独立编出了第一个电脑程序。
1970年代，还在哈佛大学读书的盖茨与伙伴保罗·艾伦一起为Altair 8800电脑设计Altair BASIC解译器。比尔·盖茨在上学期间，还主修了操作系统，数据库，编译器，计算机图形学，并且这四门都拿了A。盖兹在大二时写了一篇论文，里面用到了他设计出来的一个算法。此文四年后挂了他老师的名字发表到了该领域的顶级期刊《离散数学》上。
下附比尔盖茨大学期间《离散数学》论文
从20岁创办微软起，比尔·盖茨积极地参与微软公司的关键管理和战略性决策，并在新产品的技术开发中发挥着重要的作用。
1980年8月28日，盖茨以5万美元价格购买了一款名QDOS的操作系统软件，对其稍加改进后，将该产品更名为DOS（操作系统软件），然后将其授权给IBM使用。IBM-PC机的替及使MS-DOS取得了巨大的成功，因此80年代，它成了PC机的标准操作系统。
Windows95/98/ME/NT/2000/Me/XP/Server2003/Vista这些微软的拳头产品成功地占有了从PC机到商用工作站甚至服务器的广阔市场，为微软公司带来了丰厚的利润。公司在Internet软件方面也是后来居上，抢占了大量的市场份额。
1984年，微软公司的销售额超过1亿美元。1997年6月为止的会计年度，微软营业额为113亿美金。1999年6月，微软市场价值达到4072.2亿美元，名列全球1000大企业榜首，超过了通用电气公司(3330.5亿美元)。
微软最核心的竞争力就是可以迅速进入其他领域并且对原有市场主导力量形成威胁的 能力。在IT软件行业流传着这样一句告诫：“永远不要去做微软想做的事情”，可见，微软的巨大潜力已经渗透到了软件界的方方面面,简直是无孔不入，而是所向披靡。
03
人物评价
比尔·盖茨对全人类的影响既深且远，并不仅限于IT行业。而所有的动力都来自于他个人的信仰:「想象未来每个人的桌面上都有一台电脑」。
作为世界第一大 PC 系统的创始人远在1970年代大型主机电脑当道时，他就敢做这种梦，是因为相信自己看到了别人没看到的事情。
04
经典语录
“我深信任何可以增进人与人之间沟通的方法都具有长远的价值，人们借此相互学习，并且共同努力达到彼此认同的自由。”
“幸运之神会光顾世界上的每一个人,但如果她发现这个人并没有准备好要迎接她时,她就会从大门里走进来,然后从窗子里飞出去。”
“只要有坚强的持久心，一个庸俗平凡的人也会有成功的一天,否则即使是一个才识卓越的人,也只能偶遇失败的命运。”
“强烈的欲望也是非常重要的。人需要有强大的动力才能在好的职业中获得成功。你必须在心中有非分之想,你必须尽力抓住那个机会。”
“如果你已经制定了一个远大的计划,那么就在你的生命中,用最大的努力去实现这个目标吧。”
从退学建立微软
比尔·盖茨只用了20年
成为世界首富
蝉联13年《福布斯》榜首
3分钟带你了解比尔盖茨创办微软的历史事件
逆境”中可以人才，这人人都知道，也被人看得很重。人们往往只去注意成功者是怎样突破逆境，而没有注意成功者顺境中得来的益处，生活中总会有顺逆的存在，谁说顺境就不能出人才？ 爱因斯坦小时候只上过两个月的学，有些人认为这是他成功中的逆境，而我则认为是顺的成份多一点，试想一下，如果他真的继续读，那个人人都把他当成疯子的学校，会造就他怎样的未来？会变成一个读书机器，没有了自己的自由学习空间，就好像原野上的一棵草，一定要把它移栽到公园的草坪上一样，被学校那把大剪刀把本来独具风格的草剪得一样的齐，如果这样，他是否成为世界伟大的科学巨人，那就难以肯定了！同样他的妈妈对他的信任，不也是一种顺境吗？有几个母亲会做到那样？这是爱因斯坦的幸运，他的母亲任他的奇怪的思想跳跃，任他用行动实现他的思想，这难道不是他的顺境？难道还有人要说他是逆境中出的人才？ 再说影星章子怡，从小喜爱唱歌、演戏，第一次歌唱就得奖，第一次舞蹈就出名，这样的一帆风顺还有人能否认吗？对于她，很多争论，但不可否认的是她的成功中多数是顺境而非逆境。 有时候，顺境对人的帮助要比逆境来得快，来得实在。一句鼓励的话，对你的肯定，是一种自信的力量、一比钱，是成功的本钱、一种信任的感动得得我们不住努力的助力器，一句安慰的话，是重新站起来的勇气。 我们有时会说，逆境地中出的是受过磨励的钢，而我就会说，顺境出的人才，就是好机器，好技术下炼出来的好钢。 逆境出人才，我不否认。 顺境出人才，我也坚信。 谁说“顺境”出不了人才？我要再次问。 我希望能够吃到我一样的回答：能，顺境能出人才！ 顺境自然是出人才的。但须要认识到，遇到挫折时仍不可以灰心--这是人生观。 顺境应该是指物质方面的东西了。或者顺利的际遇、顺利环境中的人生----我突然觉得顺境逆境跟人才没有了关系。 人才。什么是人才了？对社会，对人类……有贡献的？能完成某些任务并有所创亲和提高的？一个有抱负有理想并最终取得成就的？想不通，人才就是人类之中的优秀者吧。 教育。教育无一是人才的源泉。一个良好的受教育的环璋和一个复杂，吵闹，低落，甚至肮脏，丑陋，没有基本安全感的受教育的环境或干脆没有条件受教育相比，谁都能相信良好环境中的孩子们更建康，茁壮。更能体会和理解教育带来的知识而获得更好的教育的结果。不能想像一个垃圾学校里的学生会是什么样子。也不能想像中国三千五百万绝对贫困人口中不能上学的孩子们以后会是怎样。别说自学和出污泥而不染了。那只是个别的天才。不然修起这么多希望小学干吗？ 消除贫困现象。告别希望小学。逆境可以让人坚强成熟理性更全面的认知。但事实上对于一个坚强成熟理性有认知浴的人任何时候在他看来都是顺境。同理懒惰贪婪任性铗窄的人任何环境下都是不会顺利的。因为清贫挫折甚至绝望而创作出的许多伟大的艺术品的艺术家。严格意义上讲并不能算是人才。因为他们清贫绝望。而同样创作出不朽艺术品的艺术家。人们更认同他是人才。逆境中了倒的艺术家至少当时是没有人说他是人才的，说了因为他清贫绝望，除了一些知音伯乐或对方辩友？？我还是更愿意叫他们天才，（上深到哲理的高度便不能说清了，里面相关的而又矛盾的东西实在太多。） 心理。心理问题是大问题。现在越来越多的人们开始关注这方面的东西了。有所作为，有所成就是须要有一个健康的心理的。不然别人会说你变态。而一个温暧充满爱的顺利环璋产生的人的心理比在逆境中生活的人的心理更健康。（一个人老是不顺利是容易产生心理病的。）顺境让人更自信乐观积极向上美丽大方善良。 统计一下。社会中的精英有在逆境中成长起来地。但大数并没有书上写的那么传奇。许多人包括人才还是平平淡淡的经历过和生活着地。夸张的夸大逆境的范围和形式是认识上的错误是别一种艺术地表现方式。事实上绝大多数人本身是生活在顺境中的。感谢中国*******。我们以后都会是人才地。这个事实就会雄辩的证明。记住，你不是最悲惨的。如果你摔断了一条腿，你应该庆幸，因为你没有摔断两条。活着就很好了。。。。 更多更全更好的爱教育环境和物质基础以及一个乐观积极自信上进的心理环境还有一个友善真诚热情求知进步文明的社会环境对于人才的培养和成长是至关重要至高无上的。到这里。我们人人都是人才啊。希望大家不要去盲目的鱼蠢的追求崇拜向往而模仿逆境的生活方式。幸福来之不易，我们应该珍惜。生活虽然平淡，但也美好啊。 顺境和逆境都出人才。但总的来说顺境中出的人才更多更完美.答案补充 逆境出人才，我不否认。 顺境出人才，我也坚信。 谁说“顺境”出不了人才？爱因斯坦小时候只上过两个月的学，有些人认为这是他成功中的逆境，而我则认为是顺的成份多一点同样他的妈妈对他的信任，不也是一种顺境吗？有几个母亲会做到那样？这是爱因斯坦的幸运，他的母亲任他的奇怪的思想跳跃，任他用行动实现他的思想，这难道不是他的顺境？难道还有人要说他是逆境中出的人才？ 再说影星章子怡，从小喜爱唱歌、演戏，第一次歌唱就得奖，第一次舞蹈就出名，这样的一帆风顺还有人能否认吗？对于她，很多争论，但不可否认的是她的成功中多数是顺境而非逆境。 有时候，顺境对人的帮助要比逆境来得快，来得实在。一句鼓励的话，对你的肯定，是一种自信的力量、一比钱，是成功的本钱、一种信任的感动得得我们不住努力的助力器，一句安慰的话，是重新站起来的勇气。 我们有时会说，逆境地中出的是受过磨励的钢，而我就会说，顺境出的人才，就是好机器，好技术下炼出来的好钢。 顺境和逆境都出人才。但总的来说顺境中出的人才更多更完美.
学术小白怎样发表论文呢? 第一次发表论文的社会在职人士很有可能并不是很清楚，并且也非常容易踩到雷区，论文发表全过程是很繁杂的，并且必须担负的风险性是非常大的，哪一个阶段没有注意到就会造成论文不能成功的发表。 最近，有很多工作人员资询我有关初学者怎样发表论文的问题，下面，我详尽的说说：论文发表是必须审核的，哪一个阶段没有留意，审核很有可能就走不过去了，论文审核关键的好多个点我说一下，期待能为初学者作者发表论文提供参考。 1、撰写论文的情况下一定要掌握清楚有关的要求，例如论文格式、篇幅等，在论文审核的情况下论文格式不符地话会立即被拒的，因此论文写是非常好写，谁都能够写可是不一定都能够成功发表。 论文发表的要求很高，必须留意的地方也是有很多的。一定要提早依照要求撰写论文，那样才可以成功的发表。 2、论文刊物的挑选是很重要的，千万不要随意找个刊物就投稿了，要根据论文的内容方向挑选合适的刊物投稿，而且也要挑选正规的刊物投稿，论文一旦在假刊上投稿会立即造成论文无效的。 正规的刊物全是有双刊号的，但有的假刊也是有双刊号，因此在挑选刊物投稿的情况下，作者一定要慎重挑选。如果不知道怎么选，可以来问我。 3、论文投稿返修是常碰到的事儿，作者要依照编辑返回的修改意见来修改论文，要耐心一点等候。 在论文发表全过程中实际上作者也需要注重很重要的一点，那便是等待，千万不要去催编辑，越催的紧很有可能会起相反效应，编辑每日接到的论文有很多，处理起来花费的时间也很多，所以作者一定要耐心等待。 之上是我汇总的有关学术小白怎样发表论文的内容，仅作相关人员参照。
论文写作的要求下面按论文的结构顺序依次叙述。(一)论文——题目科学论文都有题目，不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合，尽量不设副题，不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气，不用惊叹号或问号，也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人，应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上，那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者，也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。(三)论文——引言 是论文引人入胜之言，很重要，要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格，写出实验方法、指标、判断标准等，写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。(五)论文——实验结果 应高度归纳，精心分析，合乎逻辑地铺述。应该去粗取精，去伪存真，但不能因不符合自己的意图而主观取舍，更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因，不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃，不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题，删繁就简，有些数据不一定适合于这一篇论文，可留作它用，不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图，可以不用图表的最好不要用图表，以免多占篇幅，增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代，不要随意丢弃。(六)论文——讨论 是论文中比较重要，也是比较难写的一部分。应统观全局，抓住主要的有争议问题，从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理，而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论，表明自己的观点，尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设，提出本题的发展设想，但分寸应该恰当，不能写成“科幻”或“畅想”。(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果，写出确凿的结论。论文的文字应简洁，可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉，便于查找，同时也是尊重前人劳动，对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题，也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法；在结果中有时要引上与文献对比的资料；在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。一切粗心大意，不查文献；故意不引，自鸣创新；贬低别人，抬高自己；避重就轻，故作姿态的做法都是错误的。而这种现象现在在很多论文中还是时有所见的，这应该看成是利研工作者的大忌。其中，不查文献、漏掉重要文献、故意不引别人文献或有意贬损别人工作等错误是比较明显、容易发现的。有些做法则比较隐蔽，如将该引在引言中的，把它引到讨论中。这就将原本是你论文的基础或先导，放到和你论文平起平坐的位置。又如 科研工作总是逐渐深人发展的，你的工作总是在前人工作基石出上发展起来做成的。正确的写法应是，某年某人对本题做出了什么结果，某年某人在这基础上又做出了什么结果，现在我在他们基础上完成了这一研究。这是实事求是的态度，这样表述丝毫无损于你的贡献。有些论文作者却不这样表述，而是说，某年某人做过本题没有做成，某年某人又做过本题仍没有做成，现在我做成了。这就不是实事求是的态度。这样有时可以糊弄一些不明真相的外行人，但只需内行人一戳，纸老虎就破，结果弄巧成拙，丧失信誉。这种现象在现实生活中还是不少见的。(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的，不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意，不能拉大旗作虎皮。(十)论文——摘要或提要：以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写，有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影，或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外，还应给出几个关键词，关键词应写出真正关键的学术词汇，不要硬凑一般性用词。
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首先，天使粒子在学术上的称谓是“手性马约拉纳费米子”，不过，与一般的电子或者质子不同的是， 华裔科学家张首晟等实验组发现的“天使粒子”本质上不是一个真的粒子，而是一种在凝聚态物理中出现的“准粒子”。这有点像什么呢？如果说真的粒子是“股票”，那么准粒子有点像“股指期货”——那是一种抽象的金融衍生品。
那么，这次张首晟他们发现的手性马约拉纳费米子为什么取了一个名字叫“天使粒子”呢？这个我 给大家来分析解读一下，不一定对，毕竟我不是张首晟老师，他到底怎么想的我只能靠猜靠分析了：
首先，是因为这个手性马约拉纳费米子是很特殊的，从粒子物理的dirac方程可以看出来，一般的粒子都是既有正粒子又有反粒子，比如电子与正电子不是同一种粒子，而是两种粒子——这就好像我们的手掌，既有左手又有右手，左手不等于右手。但是，这次发现的手性马约拉纳费米子的特点是正粒子就是反粒子，也就是说，这个粒子就好像一种外星人，只有一只手——你说是左手还是右手？所以，按照西方人的思维习惯，一般用“天使与魔鬼”来比喻，那么现在是天使与魔鬼集成在同一个粒子身上了，因此被取名叫天使粒子。
其次，是因为2012年发现一个重要的基本粒子，那就是希格斯粒子，希格斯粒子被称为上帝粒子。现在，也许为了与上帝对应，突出其发现的重要性，所以取名“天使粒子”。
还有，张首晟是著名的天使投资人，丹华资本就是他主管的。天使这个词汇对他来说应该是最亲切的。
最后，有可能是因为物理学家马约拉纳本身就是一个折翼的天使——死得早，年轻的时候就失踪了，成为物理学的谜，这个粒子本来就叫做“手性马约拉纳费米子”嘛。
正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。英国物理学家保罗·狄拉克1928年预言，每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后，科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子，验证了这一预言。1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言，自然界中可能存在一类特殊的粒子，它们的反粒子就是自身，这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。
不过，马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现，它和中微子、希格斯—玻色子等一起，成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今，张首晟团队终于找到了它存在的证据。
在寻找“天使粒子”的过程中，张首晟领导的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子，哪些实验信号能够作为证据；加利福尼亚大学洛杉矶分校的何庆林、王康隆以及欧文分校的夏晶领导的实验团队与理论团队密切合作，在实验中发现了被称为手性马约拉纳费米子的一类最基本马约拉纳费米子。中国的复旦大学和上海 科技 大学对实验也有贡献。
按照理论团队预言，研究人员搭建了一个将普通超导体薄膜置于量子反常霍尔效应薄膜（即磁性拓扑绝缘体）之上的混合器件。施加低强度外磁场后，研究人员测量到了半整数量子平台，这成为手性马约拉纳费米子存在的实验证据。
张首晟解释说，在以往的量子反常霍尔效应实验中，随着调节外磁场，会出现整数量子平台。这是通常的粒子行为。马约拉纳费米子没有反粒子，相当于半个传统粒子，因此当把普通超导体置于量子反常霍尔效应薄膜之上时，在通常的整数量子平台之外，会新出现半整数量子平台。
由4位华人科学家领衔的科研团队终于找到了正反同体的“天使粒子”——马约拉那费米子，从而结束了国际物理学界对这一神秘粒子长达80年的漫长追寻。
相关论文发表在今天出版的《科学》杂志上。该成果由加利福尼亚大学洛杉矶分校王康隆课题组和美国斯坦福大学教授张首晟课题组、上海 科技 大学寇煦丰课题组等多个团队共同完成，通讯作者为何庆林、寇煦丰、张首晟、王康隆，均为华人科学家。
今天，科学杂志发表了张首晟教授及其合作者的一篇论文。这个工作体现了理论与实验的很好结合。张老师是此项工作的理论负责人，实验团队根据张老师的理论方案，在二维反常量子霍尔效应绝缘体（即磁性拓扑绝缘体）与超导体的一维界面，发现导电性质表明电子的集体行为表现出马约拉纳费米子的行为。
归根到底，这是固体材料中的电子的行为。但是，大量电子在固体的环境（原子核阵列以及外部条件比如磁场所形成的复杂势能）以及它们自己之间的相互作用下，可以简洁地用所谓“准粒子”来描述，也就是说这里的大量电子的表现就像在最低能量的状态基础上，激发出大量“准粒子”。为了强调这些“准粒子”是在新的层次上演生出来，而它们在其所在的环境中就类似我们的宇宙中的基本粒子，我们还可以称它们为“演生粒子”。
现在，张老师及其合作者在某个特定固体环境中，找到了类似马约拉拉纳费米子的演生粒子。所谓“找到”，是说导电行为必须要用马约拉纳费米子来解释。他们发现的马约拉纳费米子是在二维磁性拓扑绝缘体与超导体的一维边界，这导致它是手征性的，也就是说沿着一个方向跑。
费米子是这样一种量子粒子。在同一个系统中，同种费米子的状态（考虑所有的的指标）必须各不相同。电子（不管是在自由空间中还是在固体材料中）就是费米子。马约拉纳费米子是这样一种特殊的费米子，即它的反粒子是它自己。 反粒子可以如下定义：产生一个反粒子，相当于消灭一个与之很多性质（动量、角动量、电荷等等）相反的粒子。反之亦然，正反粒子是相对的。宇宙自由空间中还没有发现马约拉纳费米子，中微子有可能是，也有可能不是，答案还不知道。
张老师将马约拉纳费米子称为天使粒子，因为他注意到小说《天使和魔鬼》中，正反粒子湮灭，世界消失，而马约拉纳费米子可以比喻为，这里只有天使，没有魔鬼。
根据粒子物理的定义，物质由费米子和玻色子两种基本粒子组成，费米子是构成物质的原材料（如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子）；玻色子是传递作用力的粒子（光子、介子、胶子、W和Z玻色子）。
位列神秘粒子名单的Majorana费米子是费米子的一种，其独特之处在于， 它是一个没有反粒子，或者说反粒子就是其自身的粒子。
手性Majorana费米子的发现为持续了整整80年对这一神秘粒子的搜索画上了圆满的句号。类比Dan Brown描述正反粒子湮灭爆炸的小说《天使与魔鬼》，张首晟提出这一新发现的手性Majorana费米子应该称为天使粒子：我们发现了一个完美的世界，那里只有天使，没有魔鬼。
意义在于：
Majorana费米子被发现，将从哲学层面对挑战人类对现有世界的认知，即世界不完全是正反对立的，有阴不一定有阳，有天使不一定有魔鬼。除此之外，这一发现还具有更加现实的意义——在固体中实现拓扑量子计算将成为可能。
在张首晟看来，天使粒子的发现 “非常非常神奇，这意味着一个量子比特可以拆成两个，对整个量子物理有根本的改变。”
等了80年 天使粒子现身
1928年，英国物理学家保罗·狄拉克预言，每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后，科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子，验证了这一预言。
1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言，自然界中可能存在一类特殊的粒子，它们的反粒子就是自身，这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。
正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。
不过，马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现，它和中微子、希格斯—玻色子等一起，成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今，华人科学家领衔的科研团队终于找到了它存在的证据。
神秘的正反同体粒子
在以往的量子反常霍尔效应实验中，随着调节外磁场，会出现整数量子平台。这是通常的粒子行为。马约拉纳费米子没有反粒子，相当于半个传统粒子，因此当把普通超导体置于量子反常霍尔效应薄膜之上时，在通常的整数量子平台之外，会新出现半整数量子平台。
为此，研究人员搭建了一个将普通超导体薄膜置于量子反常霍尔效应薄膜（即磁性拓扑绝缘体）之上的混合器件。施加低强度外磁场后，研究人员测量到了半整数量子平台，这成为手性马约拉纳费米子存在的实验证据。
根据爱因斯坦的质能转换公式，当一个粒子遇上其反粒子就会发生湮灭，并释放能量。所以，科研团队把他们发现的马约拉纳费米子称为“天使粒子”。
在寻找“天使粒子”的过程中，华裔科学家的理论团队预言了通过怎样的实验平台能够找到马约拉纳费米子，哪些实验信号能够作为证据；实验团队与理论团队密切合作，最终发现了手性马约拉那费米子，为持续了整整80年的科学 探索 画上了圆满的句号。对此，中国的复旦大学和上海 科技 大学对实验也有贡献。
带来的量子计算时代，让人期待
发现马约拉纳费米子存在，对于建造稳定的量子计算机具有什么现实意义呢？
目前看来，最大的用途之一，就是未来能帮助中国建造更稳定领先世界的量子计算机！量子计算机是一种具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。它的运算能力将提升数万倍。
普通计算机只能按照时间顺序一个个地解决问题，而量子计算机却可以同时解决多个问题。这种超快速度可能彻底改变所有行业。例如精准到秒的天气预报，可预见的交通路况，新型药剂成分的构造 探索 ，外太空 探索 ，人工智能与自动化等一切目前计算机需要通过穷举法逐一 探索 的事业，都可能在一瞬间完成。
张首晟一直提到：人类文明的价值是大道至简，他认为把大道用简单的话讲出来，让人人都听懂，这才是真正牛的。
他最喜欢讲的故事是关于狄拉克的：
4的根号等于几？很简单，2和-2，英国理论物理学家、量子力学的奠基者之一狄拉克初中时，就觉得这个回答非常非常奇妙，为什么开根号的时候总是有一个正根，有一个负根？
狄拉克突然从开根号开始天马行空，做了个惊人的预言，断定宇宙中所有的基本粒子，都有个反粒子，有电子就有反电子，有质子就有反质子，有中子就有反中子，这是个非常非常神奇的预言。
1932年C.D.安德森实验发现了正电子。
1956年美国物理学家张伯伦在劳伦斯-伯克利国家实验室发现了反质子，他用玻璃管中的被粒子加速器加速过的高能粒子对相撞，发现在突然间成对出现了几道轨迹，又在短时间内相撞而互相湮灭，这是人们第一次直接观测到反粒子。
迄今，已经发现了几乎所有相对于强作用来说是比较稳定的粒子的反粒子。 如果反粒子按照通常粒子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。
这样，狄拉克的天才预言被实验证实了，那么，有没有反例呢？宇宙中会不会存在一类没有反粒子的粒子，或者说正反同体的粒子？
意大利理论物理学家埃托雷·马约拉那（Ettore Majorana）在1937年，从理论上提出了这样的粒子存在，即我们今天所称的马约拉那费米子，它的反粒子就是它本身。但是不幸而且巧合的是，他在提出这种神奇粒子存在不久后，到巴勒莫乘船旅行中神秘失踪，从此渺无音信。
从那时开始，这一神奇粒子成为了物理学家们无时不想追寻的梦中情人，困扰了物理学界整整80年。
张首晟把突破口转向凝聚态物理。2017年7月，张首晟及其团队在《科学》杂志上发表了一项新发现，在超导-量子反常霍尔平台中发现了具有半个量子电导的边缘电流，与理论预言的手性马约拉纳粒子十分吻合。这是在霍尔效应平台系统中第一个具有确凿证据的马约拉纳测量结果。
张首晟将这一新发现的手性马约拉那费米子命名为“天使粒子”，这个名字来源于丹·布朗的小说及其电影《天使与魔鬼》。“这部作品描述了正反粒子湮灭爆炸的场景。过去我们认为有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我们找到了一个没有反粒子的粒子，一个只有天使，没有魔鬼的完美世界”张首晟说。
这也使得张首晟再度成为2017年诺贝尔物理学奖的热门人选，虽然最终再度落选。
当然也存在一些质疑，比如中山大学天文与空间科学研究院院长李淼对此评价说：“这个发现不是基本粒子，而是在极低温条件之下以及二维材料的边界上造成的某种量子态，这个态满足中性粒子的要求，即其反态就是自身。鉴于这种量子态需要极端条件，距离应用还比较远，如果我用一句大白话来解释，就是“凝聚态物理还没有攻陷粒子物理”。“
简单地说，马约拉纳准粒子的证实必须找到更令人信服的证据，马约拉那费米子还只能继续是物理学家们的情人，梦中的。
12月1，美籍华人张首晟在美国的9层高楼一跃而下，匆匆结束了短暂的一生，终年55岁。
张首晟是杨振宁的得意门生，中国科学院外籍院士，物理学家，天使粒子的发现人。获得欧洲物理奖,巴克莱奖,狄拉克奖,尤里基础物理学奖等，被杨振宁认为是下个诺贝尔奖获得者。
让杨振宁想不到的是他竟然白发人送黑发人。
1937年由马约拉纳提出，是一种费米子，它的反粒子与它自身完全等价，当它们相遇时，会互相湮灭，释放大量能量。拿约拉纳对狄拉克方程进行了改写，得出了马约拉纳方程。但从未有物理学家发现过“马约拉纳费米子”的存在。
直到过去了80年后，张首晟和他的团队在拓扑绝缘体和超导体组成的系统中发现了手性马约拉纳费米子，它符合马约拉纳费米方程的波动方程，第一次有力的证实了马约拉纳费米子（天使粒子）的存在。这个消息发表在《科学》杂志上。
欢迎关注和点评。
我不是专门学物理的，只是把我看到的一些关于“天使粒子”的信息分享一下。
这段话里面提到的“反粒子”，是由物理学家迪拉克提出的，他预言，每一种基本粒子都会有自己的反粒子，而且这种反粒子跟“正粒子”是两种完全不一样的粒子——就好像是一对水火不容的兄弟一样。举个简单的例子，数轴上的每一个正数都对应了一个负数，虽然这两个数之间有千丝万缕的联系，但是完全是两个数；而这种预言中的天使粒子是一个例外，他是数轴上的0，他的负数就是自己。
这个说法只是张首晟本人一个浪漫的说法而已。
所以只要他愿意，他也可以说这个粒子应该叫魔鬼粒子。
目前发现的不是预言中的基本粒子，而是一堆电子形成的“准粒子”。他们的行为跟预言中的天使粒子有相似之处。
举个例子，好比一块大石头拦住了道路，一个人预言，一定会有可以搬动这块石头的人。几十年过去了，一对人非常兴奋的表示，我们发现了一种可以让二十个人一起搬动这块石头的方法。所以那个预言中的大力士依然没有找到，但是这二十个人达到了跟那个大力士一样的效果，并且最终搬开了石头，解决了一个大难题。
所以这篇论文的第一作者不是张首晟，当然，这只是论文作者排序的问题，他对该研究的贡献依然是非常巨大的。
而且我们应该注意到，这篇论文的共同第一作者分别是加州大学洛杉矶分校（UCLA）的 何庆林和 潘磊， 从名字上也可以看出来，都是中国人。
此外，上海 科技 大学也参与了试验研究，甚至比何庆林/潘磊团队更早的，上海交通大学的贾金锋团队就发表了关于发现手性马约拉纳费米子的报告，但是相比前者：
贾教授团队的工作是马约拉纳费米子的零维版，主要通过扫描显微镜测试；我们研究的是马约拉纳费米子的一维版，主要是做成电子器件来进行宏观电磁测试。
所以即便上海 科技 大学和上海交通大学的团队没有取得那么多的关注，他们对“天使粒子”研究的贡献也是不可忽略的。
天使粒子并不是正式的叫法，只是发现者将其这样命名，在此之前，该粒子称为马约拉纳费米子。从这个名字可以看出，马约拉纳费米子有两个部分构成，一个是马约拉纳，一个是费米子。马约拉纳是意大利的理论物理学家，可谓是英年早逝，1906年生，1938年就没了，但他提出了马约拉纳方程，改写了大物理学家狄拉克的方程。后一个是费米子，作为量子粒子中的一个大类，费米子被认为是拥有与自身不同的反粒子，而另一个大类为玻色子，该粒子拥有自身的反粒子。于是，马约拉纳预测，自然界中还有一种特殊的费米子，拥有自身的反粒子，这个粒子就被称为马约拉纳费米子。
马约拉纳费米子仅仅是预言存在，在自然界中的地位显然要低于“希格斯玻色子”，因为希格斯玻色子的任务是将质量赋予了费米子，而自身则是一种玻色子。从中可以看出，马约拉纳费米子的发现算是验证了马约拉纳的猜想。如果从科学史的角度看，将这个粒子称之为马约拉纳费米子更准确一些，因为这是他预言存在的，这就像有人告诉你这个玩意存在，只是受限于当时的观测技术。如果要将马约拉纳费米子命名为天使粒子，其实还得去问问马约拉纳愿不愿意，因为希格斯玻色子的预言者希格斯不太喜欢上帝粒子这个称呼，从这个角度看，预言者的权重更大一些，在半个世纪前就能通过理论方程进行预言，令人敬佩。
为什么没有获得诺贝尔物理学奖？
研究人员在康奈尔和康奈尔两维物质之间发现了一个奇异的绝缘体。
通过这样做，他们实现了一个难以捉摸的模型，这个模型是十多年前首次提出的，但科学家们一直未能证明，因为似乎不存在合适的材料。现在研究人员已经建立了正确的平台，他们的突破可能会导致量子器件的进步。
该小组的论文“来自相互缠绕的莫尔带的量子反常霍尔效应”，发表于12月22日 自然 共同的主要作者是前博士后研究员李婷欣和姜胜伟，博士生沈博文和麻省理工学院研究员杨张。
该项目是文理学院物理系副教授麦金辉和工程学院应用与工程物理教授单杰（音译）共享实验室的最新发现。两位研究人员都是康奈尔大学卡夫利纳米科学研究所的成员；他们是通过教务长的纳米科学和微系统工程（NEXT Nano）计划来到康奈尔大学的。
他们的实验室专门研究二维量子材料的电子特性，通常是通过堆叠超薄的半导体单分子膜，使它们稍微不匹配的重叠产生莫尔晶格图案。在那里，电子可以沉积并相互作用，从而表现出一系列的量子行为。
在这个新项目中，研究人员将二碲化钼（MoTe）配对2)含二硒化钨（WSe2)，将它们以180度的角度扭转，这就是所谓的AB堆栈。
在施加电压后，他们观察到了一种称为量子反常霍尔效应的现象。这源于一种称为霍尔效应（Hall effect）的现象，这种现象最早在19世纪末被观察到，在这种现象中，电流流过一个样品，然后被以垂直角度施加的磁场弯曲。
1980年发现的量子霍尔效应是一种超大型的量子霍尔效应，在这种效应中，施加了一个更大的磁场，从而引发了更奇怪的现象：大块样品的内部变成了绝缘体，而电流则沿着外边缘单向移动，电阻量子化为宇宙中基本常数定义的值，而不考虑材料的细节。
量子反常霍尔绝缘体于2013年首次被发现，达到了同样的效果，但没有任何磁场的干预，电子沿着边缘加速，就像在高速公路上一样，没有耗散能量，有点像超导体。
马克说：“很长一段时间以来，人们认为量子霍尔效应需要磁场，但实际上并不需要磁场。”。“那么，磁场的作用是什么来代替的呢？事实证明是的磁性你必须使材料具有磁性。"
微粒2/WSe公司2stack现在加入了为数不多的几种已知的量子反常霍尔绝缘体的行列。但这仅仅是其吸引力的一半。
研究人员发现，只要调整电压，他们就可以半导体堆积成二维拓扑绝缘体，这是量子反常霍尔绝缘体的近亲，只是它存在重复。在一个“副本”中，电子高速公路沿边缘顺时针方向流动，而在另一个“副本”中，则是逆时针方向流动。
物质的这两种状态以前从未在同一体系中得到证明。
在与麻省理工学院合作者梁福（音译）领导的合作者进行磋商后，康奈尔大学的研究小组得知，他们的实验实现了2005年宾夕法尼亚大学物理教授查尔斯·凯恩（Charles Kane）和尤金·梅勒（Eugene Mele）首次提出的石墨烯玩具模型。Kane-Mele模型是第一个二维拓扑绝缘体的理论模型。
“这对我们来说是个惊喜，”麦说。“我们刚刚制造了这种材料并进行了测量。我们看到了量子反常霍尔效应和二维拓扑绝缘体，然后说‘哦，哇，太棒了。’然后我们和麻省理工学院的理论朋友梁福谈了谈。他们进行了计算，发现这种材料实际上实现了一种长期以来人们所追求的凝聚态物质模型。我们从未进行过实验我是说这个。"
像石墨烯云纹材料2/WSe公司2他们在一系列量子态之间进行转换，包括从金属到Mott绝缘体的转变，这是研究小组报告的一个发现 自然 九月。
现在，马克和山的实验室正在研究这种材料的全部潜力，方法是将它与超导体耦合，并用它来建造量子反常霍尔干涉仪，而这两种方法又可以产生量子反常霍尔干涉仪量子比特，量子计算的基本元素。马克也希望他们能找到一种方法来显著提高量子反常霍尔效应发生时的温度，这个温度大约为2开尔文，从而产生高温无耗散导体。
合著者包括博士生李立中、醉涛；以及麻省理工学院和日本筑波国立材料科学研究所的研究人员。
1879 年，美国物理学家霍尔在研究金属的导电机制时发现，带电粒子（例如电子）在磁场中运动时会受到洛伦兹力的作用发生偏转，那么在磁场中的电流也有可能发生偏转。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，在导体两端堆积电荷从而在导体内部产生电场，其方向垂直于电流和磁场的方向。当电场力和洛伦兹力相平衡时，载流子不再偏转。而此时半导体的两端会形成电势差。
其中运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即磁场对运动电荷的作用力。我们在中学都学习过左手定则的方法，将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意，运动电荷是正的，大拇指的指向即为洛伦兹力的方向。反之，如果运动电荷是负的，仍用四指表示电荷运动方向，那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。
而载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。霍尔的发现后来被称为“霍尔效应”，这个电势差也被称为霍尔电势差。
简单来说，霍尔效应它定义了磁场和感应电压之间的关系。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个横向的作用力，从而在导体的两端产生电压差
虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器，广泛应用于电力系统中。
霍尔效应示意图，作者Peo
人们按照霍尔效应开发的各种霍尔元件被广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航空航天等工业部门和国防领域。
按经典霍尔效应理论，霍尔电阻RH (RH=U/I=K. B/d= B/nqd) 应随B连续变化并随着n (载流子浓度)的增大而减小，但是到了 1980 年，著名物理学家冯·克里津从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现了一种新的量子霍尔效应。他在硅MOSFET管上加两个电极，再把这个硅MOSFET管放到强磁场和极低温下，发现霍耳电阻随栅压变化的曲线上出现了一系列平台，与这些平台相应的霍尔电阻Rh=h/(ne2)，其中n是正整数1，2，3……。也就是说，这些平台是精确给定的，是不以材料、器件尺寸的变化而转移的。它们只是由基本物理常数h(普朗克常数)和e(电子电荷)来确定。
这被称为整数量子霍尔效应，后来科学家还发现了分数量子霍尔效应。
当时，物理学者认为除了夸克一类的粒子之外，宇宙中的基本粒子所带的电荷皆为一个电子所带的电荷-e（e=1.6×10-19库伦）的整数倍。而夸克依其类别可带有±1e/3或±2e/3电荷。夸克在一般状况下，只能存在于原子核中，它们不像电子可以自由流动。所以物理学者并不期待在普通凝体系统中，可以看到如夸克般带有分数电子电荷的粒子或激发态。
但是在1982年，华人科学家崔琦和史特莫在二维电子系统中现了分数化的霍尔电阻平台。一开始是发现了?和?两个平台。之后他们制造出了更纯的样品, 更低的温度, 更强的磁场. 85mK 和 280kG, 这是人类第一次在实验室中实现如此低的温度和如此强的磁场(地磁场是 mG 的量级). 这样的实验技术令人叹为观止，他们也因此观察到了更加丰富的结构: 他们也因此观察到了更加丰富的结构。他们的发现由此被称为分数量子霍尔效应。
冯·克里津获得1985年诺贝尔物理学奖，而崔琦和史特莫则获得了 1998 年诺贝尔奖。到了2005年，英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应，斩获2010年的诺贝尔物理学奖。
简单来说，量子霍尔效应一般都是在超低温和强磁场等极端条件下出现。在极端条件下，电子的偏转不再像普通霍尔效应中一样，而是变得更加剧烈并且偏转半径变得很小，仿佛就在导体内部围绕着某点转圈圈。也就是说，导体中间的部分电子被“锁住了”，要想导通电流只能走导体的边缘。
量子霍尔效应与霍尔效应最大的不同之处在于横向电压对磁场的响应明显不同. 横向电阻是量子化的:
2018年12月18日，英国《自然》杂志刊登复旦大学物理学系修发贤课题组的最新研究成果《砷化镉中基于外尔轨道的量子霍尔效应》，这也是中国科学家首次在三维空间中发现量子霍尔效应。
后来，中国科技大学与其合作团队在《自然》刊登论文表示，他们通过实验验证了三维量子霍尔效应，并发现了金属-绝缘体的转换。他们发现，人们能够通过控制温度和外加磁场实现金属-绝缘体的转化。这种原理可以用来制造“量子磁控开关”等电子元器件。三维量子霍尔效应材料中的电子迁移率都很快，电子能快速传输和响应，在红外探测、电子自旋器件等方面拥有应用前景。再次，三维量子霍尔效应因具有量子化的导电特性，还能应用于特殊的载流子传输系统。
这个时候，就要讲到量子反常霍尔效应了，因为霍尔效应实现量子化，有着两个极端苛刻的前提条件：一是需要十几万高斯的强磁场，而地球的磁场强度才不过0.5高斯；二是需要接近于绝对零度的温度。
在此背景下，科学家们又提出了一个设想：普通状态下的霍尔现象会出现反常，那么，量子化的霍尔现象是否也能出现反常？如果有，不是就可以解决外加高磁场的先决条件了吗？
也就是说量子反常霍尔效应它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生。在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。
我们可以用一个简单的比喻，来说明量子霍尔效应和量子反常霍尔效应之间的关系，我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。
然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，“相当于外加10个计算机大的磁铁，这不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。”而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。
2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应，并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应，但一直没有取得突破。因此量子反常霍尔现象也被称为物理学研究皇冠上的明珠。
量子反常霍尔效应实现非常困难，需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径，但所需的材料和结构非常难以制备，因此在实验上进展缓慢。
2009 年，薛其坤和他的团队也开始了对量子反常霍尔效应的攻坚之路，薛其坤在许多人的眼里，并不算是一个天才。
1963 年，薛其坤出生山东省沂蒙山区的一个小村庄，家里兄弟姐妹比较多。读小学、中学时，农村条件还相对落后，大人们都在为生计而努力。薛其坤也没有做什么物理学家的梦，只是有书读那就读。后来，国家恢复高考的消息传来，薛其坤觉得不能浪费这个机会，就开始用心备战高考。
1980 年，17岁的薛其坤考入山东大学光学系，之所以选择光学系也是因为老师推荐了这个专业，对什么专业都不懂的薛其坤依葫芦画瓢填了这个专业。1984年毕业的薛其坤开始边工作边考研，结果考了三次才考上中科院物理所。1990 年硕士毕业之后，结果又花了 7 年时间才拿到博士文凭。
薛其坤有个外号，叫“7-11院士”。熟悉他的人都知道，早上7点进实验室，一直干到晚上11点离开，这样的作息，薛其坤坚持了20年。薛其坤认为自己既然不是“天才”，那就做个“笨人”吧。做好一个“笨人”，才是不容易的。
从2009 年，薛其坤团队经过近5年的研究，从拓扑绝缘体材料生长初期的成功，再到后期克服实验中的重重难关，薛其坤团队付出了常人难以想象的努力。但实验最终的成功与否，还要看一个标志性实验数据——在零磁场中，能否让磁性拓扑绝缘体材料的霍尔电阻跳变到25813欧姆的量子电阻值。
他们生长测量了1000多个样品。最终，他们利用分子束外延方法，生长出了高质量的Cr掺杂（Bi，Sb）2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。这是首次在实验上发现量子反常霍尔效应。
2010年，课题组完成了对1纳米到6纳米（头发丝粗细的万分之一）厚度薄膜的生长和输运测量，得到了系统的结果，从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。
2011年，课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控，使得其体材料成为真正的绝缘体，去除了其对输运性质的影响。
2012年初，课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性，并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。
2012年10月，课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内，此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。
课题组克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。
近5年艰苦卓绝的协同攻关，薛其坤团队克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，最终为这一物理现象的实现画上了完美句号。
《科学》杂志的一位审稿人说：“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说：“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。”
摩尔根做了什么实验证明了基因在染色体上呢
托马斯·亨特·摩尔根(ThomasHuntMorgan)是美国进化生物学家，遗传学家和胚胎学家。发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论，是现代实验生物学奠基人。于1933年由于发现染色体在遗传中的作用，赢得了诺贝尔生理学或医学奖。1866年9月25日出生在肯塔基州的列克星敦(Lexington)。在肯塔基州立学院(StateCollegeofKentucky)现在的肯塔基大学(UniversityofKentuck)接受教育。他在约翰霍普金斯大学(JohnsHopkinsUniversity)研究胚胎学，并于1890年获得博士学位。
摩尔根自幼热爱大自然。童年时代即漫游了肯塔基州和马里兰州的大部分山村和田野，还曾经和美国地质勘探队进山区实地考察,采集化石。14岁(1880年)时，考进肯塔基州立学院(现为州立大学)预科,两年后升入本科。1886年春以优异成绩获得动物学学士学位，同年秋天,进入约翰·霍普金斯大学学习研究生课程。报到前，摩尔根曾在马萨诸塞州安尼斯奎姆的一家暑期学校中接受短期训练,学到了不少海洋无脊椎动物知识和基本实验技术。读研究生期间，系统地学习了普通生物学、解剖学、生理学、形态学和胚胎学课程,并在布鲁克斯(W·K·Brooks,1848-1908)指导下从事海蜘蛛的研究。1888年，摩尔根的母校肯塔基州立学院对摩尔根进行考核后,授予他硕士学位和自然史教授资格，但摩尔根没有应聘,继续攻读博士学位。1890年春，摩尔根完成“论海蜘蛛”的博士论文,获霍普金斯大学博士学位。1891年秋，摩尔根受聘于布林马尔学院,任生物学副教授,1895年升为正教授，从事实验胚胎学和再生问题的研究。1903年摩尔根应威尔逊之邀赴哥伦比亚大学任实验动物学教授。从1909年到1928年,摩尔根创建了以果蝇为实验材料的研究室，从事进化和遗传方面的工作。1928年,62岁的摩尔根不甘心颐养天年的清闲生活，应聘为帕萨迪纳(Pasadna)加州理工学院的生物学部主任。他将原在哥伦比亚大学工作时的骨干布里奇斯、斯图蒂文特和杜布赞斯基(T·H·Dobzhansky,1900-1975)再次组织在一起，重建了一个遗传学研究中心,继续从事遗传学及发育、分化问题的研究。1945年12月4日，因动脉破裂,摩尔根在帕萨迪纳逝世，享年78岁。
托马斯·亨特·摩尔根 (Thomas Hunt Morgan，1866-1945) 是美国进化生物学家，遗传学家和胚胎学家。发现了染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论， 是现代实验生物学奠基人。于1933年由于发现染色体在遗传中的作用， 赢得了诺贝尔生理学或医学奖。
摩尔根创立基因学说
“一个人的志向不宜定得太高，太高就会成为一种空想。即使别人不取笑你，你也会自己把意志消磨掉的。不妨把目标定得近些。近了，就容易中的。每一次都能中的，就能取得成功!”这是美国著名的遗传学家摩尔根说过的一句名言，在自己的成功之路上，他也正是如上所说去做的。正是他这种务实的科学作风，才成就了他创立基因学说。由于他在研究染色体在遗传中的作用方面取得非凡的成就，他于1933年被授予诺贝尔生理学及医学奖金。
童年时代的摩尔根，经常到乡间和山区去漫游。他对大自然的一切都有着浓厚的兴趣，并且喜欢了解它的究竟。
10岁那年的一天早晨，摩尔根在教堂里做完礼拜后，不知跑到哪里去了。直到晌午家里吃饭了，还不见他回来，焦急的父母就派他的姐姐去四处寻找。
姐姐找了好一阵子，才发现他伏在田埂里。
“哎哟，你怎么伏在这里，想干什么呀?”
摩尔根没有回答，只是做了一个要姐姐别声张的手势。
姐姐仔细一看，原来他在观察一朵仙人掌花。
“干什么老看着这花?”姐姐不解地问。
“唔，我想看它的花是怎样开出来的。”
对动物，摩尔根也想了解它们生长的秘密。有一个时期，他对猫和狗怎样生小猫、小狗发生了兴趣，总是盯着它们。一次，他捉了一只耗子，把它养在抽屉里，目的是想看看小耗子是怎样生下来的。
摩尔根小学毕业后，当地教堂的牧师提醒他父亲说，这孩子对自然界的东西有着其他孩子比不上的洞察力，一定要送他进一所好些的学校学习。父亲接受了牧师的建议，把摩尔根送进州立学院的预科部。
两年后，摩尔根转入州立学院本科学习。他爱好动物学，但学院没有这方面的专门课程；于是，学院特地为他开设动物学课程。摩尔根兴趣所在，自然发奋学习，成绩优秀。1886年，他获得动物学学士学位。
对于摩尔根来说，在州立学院获得的动物学方面的学识，当然是不满足的。之后，他去霍普金斯大学深造。在一些著名教授的指导下，他攻读普通生物学、生理学、解剖学、形态学、胚胎学。1890年，他的博士论文《论海洋蜘蛛》被通过，从而获得了动物生物学博士学位，当时他才24岁。第二年，他到布来恩莫尔学院任教。
当时，美国著名的生物学家们正在争论着一个重大的问题：支配胚胎细胞变异的，究竟是内在的(即遗传的)因素，还是外在的(即环境的)因素。
摩尔根对这个问题很感兴趣。于是，他进行了大量的实验。他首先研究海胆卵的受精作用，并且探索不同的盐溶液和重力或无重力，对海胆、软体动物和多骨鱼的卵的正常生长过程的影响，接着，又实验不同浓度的锂的氯化物在不同阶段上对胚胎的损伤。
经过反复实验，摩尔根发现，尽管各种物质障碍能引起这些动物胚胎发育过程的改变，但是胚胎还是显示出要达到它既定目标的迹象。据此，他于1902年初发表了一系列论文，指出环境的影响可以在一定程度上制约胚胎的发育过程，但是决定发育结果的根本因素，还是在于胚胎本身。
1900年，摩尔根到哥伦比亚大学动物系任教。当时，生物学家们正在争论另一个问题：决定性别的因素是什么。一些生物学家认为，环境是决定性别的因素，即胚胎的性别，取决于发育过程中受到的温度及能得到的养料数量。他们的根据是，自然界中的许多动物尤其是昆虫，由于环境条件的不同，会引起性别比率的变化。而另一些生物学家却认为，性别主要是在受精的时刻，甚至在这以前，由卵子、精子或两者兼有的内在因素决定的，他们强调的是遗传在性别方面的决定作用。
摩尔根对这个问题也很感兴趣。他在实验的基础上，于1903年发表了一篇关于性别决定问题的评论文章。文章指出，目前生物学家们对这个问题所持的证据并不充分。双方仅仅解释了在大多数物种中所发现的1：1的性别比率。但是，自然界中存在着一些特殊的性别现象，如单性生殖、雌雄同体、性别反转等等。正确的性别决定理论，应该既能解释通常具有1：1的性别比率，又能解释上述特殊的性别现象。因此，要解决这个问题，还必须做大量的实验。
摩尔根是这样说，也是这样做的。1908年，他开始养殖果蝇。这是一种容易饲养、生活周期短(约两星期)、突变性多、唾腺染色体大的昆虫，它适宜于用作遗传学等学科的实验材料。两年后，他在一只培养瓶里偶然发现，有的雄蝇身上，出现了一个细小而明显的变异：一般果蝇的眼睛都是红的，而这只却是白色的!
“怎么会是白色的呢?”摩尔根觉得很奇怪。他让这只白眼睛的果蝇与红眼睛的交配，结果繁殖下来的果蝇都是红眼睛的，而让这些繁殖下来的红眼睛的再进行兄妹交配，下一代中又出现了白眼睛的。尤其使他感到惊奇的是，这些白眼睛的果蝇，绝大多数是雄性的。
摩尔根由此作出结论：红眼和白眼果蝇的出现，是由它们的遗传因子所决定的，这种特性总是同细胞中决定性别的成分联系在一起，染色体实际上是遗传因子的真正携带者。