固体理论重要突破:中国首次发现突破传统分类的新型费米子

董瑞丰/新华社

2017-06-20 15:13

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中国科学院物理研究所的科研团队在拓扑物态研究领域取得重大进展,首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。该研究成果于北京时间6月19日由国际权威学术期刊《自然》在线发表。
论文通讯作者之一、中科院物理所副研究员钱天介绍,现有理论认为宇宙中可能存在三种类型的费米子,即狄拉克费米子、外尔费米子和马约拉纳费米子。人们所熟知的电子、质子、中子等就属于狄拉克费米子。宇宙中的费米子在固体中存在“影子”,这种“影子”或具有传统理论中费米子的行为,或能演生出完全不同的新型费米子。
寻找新型费米子是近年来拓扑物态领域一个挑战性的前沿科学问题,也是该领域国际竞争的焦点之一。2016年,物理所研究员方忠领导的理论团队首次预言,在一类具有碳化钨晶体结构的材料中存在三重简并费米子,是不同于四重简并的狄拉克费米子和两重简并的外尔费米子的一种新型费米子。
此后,物理所研究员石友国等人迅速制备出碳化钨家族中的磷化钼单晶样品,研究员丁洪、副研究员钱天等人经过几个月的实验测量,成功解析出磷化钼的电子结构,与理论计算高度吻合,首次实验发现突破传统分类的三重简并费米子。
据介绍,该发现从理论预言、样品制备、到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成,是凝聚态物理中固体理论的一个重要突破。
物理所研究员翁红明说,对固体中新型粒子的研究刚刚开始,这一研究成果对促进人们认识电子拓扑物态、发现新奇物理现象、开发新型电子器件以及深入理解基本粒子性质都具有重要的意义。
(原标题:中国科学家首次发现突破传统分类的新型费米子 )
责任编辑:王灿澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
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