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            我國科學家首次發現“外爾費米子”
                    中化新網訊 記者21日從中科院物理研究所獲悉,由該所方忠研究員等率領的科研團隊首次發現了具有“手性”的電子態——外爾費米子(Weyl費米子)。這是國際上物理學研究的一項重要科學突破,對“拓撲電子學”和“量子計算機”等顛覆性技術的突破具有非常重要的意義。該發現從理論預言到實驗觀測的全過程,都是由我國科學家獨立完成的。
              科學家把基本粒子分為玻色子和費米子兩大類,費米子是組成物質的基本粒子。外爾費米子是德國科學家威爾曼·外爾在1929年預言的。他提出,無“質量”電子可以分為左旋和右旋兩種不同“手性”,這種無質量的電子被命名為“外爾費米子”。但80多年來科學家們始終無法在實驗中觀測到這種粒子。
              2012年和2013年,中科院物理所的理論研究團隊首次預言在狄拉克半金屬中可實現無“質量”的電子。2014年,該團隊首次預言在TaAs等材料體系中可實現兩種“手性”電子的分離。這一結果立刻引起了實驗物理學家的重視,國際上許多研究組開始了競賽般的實驗驗證工作。
              中科院物理所的陳根富小組首先制備出了具有原子級平整表面的大塊TaAs晶體,而外爾費米子就藏身于這種晶體中。隨后物理所丁洪小組利用上海光源“夢之線”的同步輻射光束照射TaAs晶體,使得外爾費米子80多年后第一次展現在科學家面前。
              據介紹,具有“手性”的外爾費米子的半金屬能實現低能耗的電子傳輸,有望解決當前電子器件小型化和多功能化所面臨的能耗問題,同時外爾費米子也受到對稱性的保護,可以用來實現高容錯的拓撲量子計算。
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