来源：科学日报
物理学家格尔曼坚信，物理定律的对称性是自然界中最常见的定律之一。1961年，在对称的基础上，他将性质相似的强力基本粒子划分为一个家族，并认为每个家族应该有八个成员。
但根据当时的实验结果，有一个只有七个成员的基本粒子家族，格尔曼大胆地预测有一种尚未发现的新粒子，第二年，实验中发现了新的基本粒子。
据《科学日报》6月1日报道，使用大型强子对撞机（LHC）的欧洲科学家揭示了在第一次大爆炸的第一微秒内特殊等离子体发生了什么的新细节。
大型强子对撞机在探索微观世界的组成方面发挥着重要作用，是探索新粒子的重要物理装置。随着粒子物理学标准模型的发展，许多预测的基本粒子已经得到验证。但是，科学家如何在新粒子被实验验证之前预测它们呢？
它源于对数学的探索
在1920年代，英国物理学家狄拉克正在研究相对论的量子力学，他想创建一个对时间和空间坐标都是线性相对论的涨落方程。
受到奥地利物理学家泡利在量子理论中提出的"气泡矩阵"的启发，狄拉克将两行两列的矩阵演化为四行四列的矩阵，得到了后来被称为狄拉克方程的电子波动方程。这个方程引入的粒子高速运动的许多性质已经在实验中得到证实，这些实验将量子力学中最初彼此独立的重要实验事实联合起来。
但是狄拉克方程的特征是有负能量解，排除了不可思议的负能量状态，还是接受它来保持方程的完美呢？狄拉克勇敢地选择了后者，他对负能量状态的物理图景有着大胆的眼光。
首先，他彻底改变了"真空"的概念，并提出了真空是充满的"负能电子海洋"的假设。然后他进一步思考，既然一片充满负能电子的海洋相当于一个真空，那么从电子海洋中跳出来又有什么等价呢？然后会有一个正常的电子和一个负能空穴。他认为，这个正常电子的激发是一个正常的电子，带有一个单位的负电荷，而这个电子被激发后留在电子的海洋中这个空穴，少一个负能量，具有正能量。他最初以为它是一个质子，但不可思议的是，这个奇怪的质子的质量比普通的质子小得多。
从对称美的思想出发，狄拉克指出，从数学上讲，这个具有正能量的奇怪"质子"必须具有与电子质量相同的质量，从而大胆地提出了"反物质"的假说：这个奇怪的"质子"是真空中的反电子，即正电子，他还提出了电荷共轭对称的新概念。
1932年，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时发现了狄拉克预测的正电子。物理学界引起了轰动，这激发了人们从其他粒子中寻找反粒子。
人们逐渐认识到，各种基本粒子都有相应的反粒子，这是自然界的普通法则。
回忆起他对反粒子的发现，狄拉克说："这项工作完全基于对数学的探索。
1933年，狄拉克因发现狄拉克方程而获得诺贝尔物理学奖。
来自对物理定律的信念
在20世纪50年代，发现了数百种基本粒子，通过对它们进行分类，找出它们的性质之间的内在联系，研究这些基本粒子的性质和结构，并找到比基本粒子更"基本"的成分，这些基本粒子成为高能物理学研究的热门话题。
在这类研究中，物理学家格尔曼确信，物理定律的对称性是自然界中最常见的定律之一，对称性实际上体现了内在联系和自然法则的和谐。因此，Gelman认为所有基本粒子都可以根据其不同的对称性进行分类。
1961年，根据对称性的思想，格尔曼将性质相似的强力基本粒子划分为一个家族，并认为每个家族应该有八个成员。
但根据当时的实验结果，有一个基本粒子家族只有七个成员，格尔曼大胆地预测有一种尚未发现的新粒子，第二年（1962年）在实验中发现了新的基本粒子，η度介子。
格尔曼非常愤怒：他预言了另一种名为Ω的新粒子的存在。1964年1月，美国布鲁黑文实验室的斯米奥在数千张气泡室的照片中发现了Ω粒子衰变的痕迹。格尔曼的预言终于成真了！
η度介子和Ω粒子的相继发现证实了格尔曼理论的有效性，从而确立了对称法在基本粒子研究中的重要地位。
根据对称性，有一个三维的基本表示 - 这个家族中应该有三个粒子，只有分数电荷，即2/3，-1/3，-1/3单位电荷，但从未观察到分数电荷。
但未被观察到并不意味着它不存在。经过深思熟虑，格尔曼将这三个粒子命名为上夸克，下夸克和猕猴桃夸克，统称为夸克。在他的理论中，这三个夸克及其反粒子可以用来解释哈东的发现，这被称为夸克模型。物理学家设计了实验来寻找这些带有分数电荷的自由夸克。由于夸克模型的结果与一系列实验事实非常吻合，因此它在随后的时间内得到了发展，其成员已从三个扩展到今天的六个。
1969年，格尔曼因其"对基本粒子的分类和相互作用的贡献"而获得诺贝尔物理学奖。
预测的粒子仍在寻找中
粒子世界有两个家族：费米家族，以电子和质子为代表，玻色子家族，分别以物理学家费米和玻色子命名。人们普遍认为，每个粒子都有自己的反粒子，费米子和它的反粒子就像一对长相相同，但脾气完全相反的孪生兄弟，两兄弟一见面就"大打"，产生的能量甚至会让他们瞬间湮灭。
1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳（Etore Mayorana）预测，自然界中可能存在一类特殊的费米斯，而杀铁剂的反粒子不仅看起来像它们自己，而且具有完全相同的脾气。站在一起就像照镜子一样，它们的反粒子就是自己，而这个费米被称为"Mayorana Fermi"，也被称为"天使粒子"。在现代物理学家眼中，马约拉纳费米不仅是一种重要的基本粒子——与超对称理论和暗物质密切相关，更重要的是，它可以在量子计算领域发挥巨大作用，是拓扑量子比特的最优载体之一。
Mayorana的预测针对的是未受累的费米，如中子和中微子。由于科学家已经发现了中子反粒子，根据Mayorana的预测，他们认为中微子本身可能是中微子。但就目前而言，关于这一说法的实验仍在进行中，而且很困难。
大约10年前，科学家们意识到Mayolana Fermi可能是在材料物理学的实验中制造的。因此，一场寻找马约拉娜·费米的比赛开始了。
2017年7月21日，发表在《科学》杂志上的一篇论文引起了物理学界的关注。加州大学与斯坦福大学的研究人员合作，声称在一系列特殊实验中发现了Mayolana Fermi。
但是，此粒子不是另一个粒子。宣布的发现是"方便"的Mayolana Fermi，一种在一维路径上只能向一个方向运行的费米，并且本身就是一个反粒子。这与80岁的Mayolana Fermi儿子非常不同，后者是由高能物理学家发现的，并且是三维的。
2018年，微软的量子团队在《自然》杂志上发表了一项诅咒性的研究，称有"相当有力的证据表明Mayolana Fermi的存在"。然而，三年后。微软因为"技术错误"撤回了这篇论文。
直到今天，对"天使粒子"的搜索仍在进行中。科学家观察自然现象背后的和谐关系和庄严秩序，欣赏客观规律的力量，把这些普遍规律，即科学真理的启示，视为自己的神圣任务和最高的精神追求。