繼“拓撲絕緣體”“量子反常霍爾效應”“外爾費米子”之後，中國科學家在拓撲物態研究領域又迎來一項重大突破。記者今天從中國科學院物理研究所獲悉，該所科研團隊近日首次發現了突破傳統分類的新型費米子——三重簡併費米子，為固體材料中電子拓撲態研究開闢了新的方向。
中國科學院物理研究所的科研團隊在拓撲物態研究領域取得重大進展，首次發現了突破傳統分類的新型費米子——三重簡併費米子，為固體材料中電子拓撲態研究開闢了新的方向。該研究成果於北京時間19日由國際權威學術期刊《自然》在線發表。
尋找新型費米子是近年來拓撲物態領域一個挑戰性的前沿科學問題，也是該領域國際競爭的焦點之一。2016年，物理所研究員方忠領導的理論團隊首次預言，在一類具有碳化鎢晶體結構的材料中存在三重簡併費米子，是不同於四重簡併的狄拉克費米子和兩重簡併的外爾費米子的一種新型費米子。
此後，物理所研究員石友國等人迅速製備出碳化鎢家族中的磷化鉬單晶樣品，研究員丁洪、副研究員錢天等人經過幾個月的實驗測量，成功解析出磷化鉬的電子結構，與理論計算高度吻合，首次實驗發現突破傳統分類的三重簡併費米子。
據介紹，該發現從理論預言、樣品製備、到實驗觀測的全過程，都是由我國科學家獨立完成，是凝聚態物理中固體理論的一個重要突破。
物理所研究員翁紅明說，對固體中新型粒子的研究剛剛開始，這一研究成果對促進人們認識電子拓撲物態、發現新奇物理現象、開發新型電子器件以及深入理解基本粒子性質都具有重要的意義。
組成宇宙的基本粒子可分為波色子和費米子。現有的理論認為宇宙中可能存在三種類型的費米子，即狄拉克（Dirac）費米子、外爾（Weyl）費米子和馬約拉納（Majorana）費米子。狄拉克費米子已經被發現，大家所熟知的電子、質子、中子等就是狄拉克費米子，而外爾費米子和馬約拉納費米子還沒有在高能物理或粒子物理實驗中被觀測到。
“固體宇宙”中新型粒子的研究剛剛開始，這一研究成果對促進人們認識電子拓撲物態，發現新奇物理現象，開發新型電子器件，以及深入理解基本粒子性質都具有重要的意義。
閱讀更多 科技傳奇 的文章
