继“拓扑绝缘体”“量子反常霍尔效应”“外尔费米子”之后，中国科学家在拓扑物态研究领域又迎来一项重大突破。记者今天从中国科学院物理研究所获悉，该所科研团队近日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。
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19日由国际权威学术期刊《自然》在线发表。
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。
组成宇宙的基本粒子可分为波色子和费米子。现有的理论认为宇宙中可能存在三种类型的费米子，即狄拉克（Dirac）费米子、外尔（Weyl）费米子和马约拉纳（Majorana）费米子。狄拉克费米子已经被发现，大家所熟知的电子、质子、中子等就是狄拉克费米子，而外尔费米子和马约拉纳费米子还没有在高能物理或粒子物理实验中被观测到。
“固体宇宙”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。
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