我国科学家获物理学大突破 首次发现“外尔费米子”

记者21日从中科院物理研究所获悉，由该所方忠研究员等率领的科研团队首次发现了具有“手性”的电子态——外尔费米子（Weyl费米子）。这是国际上物理学研究的一项重要科学突破，对“拓扑电子学”和“量子计算机”等颠覆性技术的突破具有非常重要的意义。该发现从理论预言到实验观测的全过程，都是由我国科学家独立完成的。

科学家把基本粒子分为玻色子和费米子两大类，费米子是组成物质的基本粒子。外尔费米子是德国科学家威尔曼·外尔在1929年预言的。他提出，无“质量”电子可以分为左旋和右旋两种不同“手性”，这种无质量的电子被命名为“外尔费米子”。但80多年来科学家们始终无法在实验中观测到这种粒子。

2012年和2013年，中科院物理所的理论研究团队首次预言在狄拉克半金属中可实现无“质量”的电子。2014年，该团队首次预言在TaAs等材料体系中可实现两种“手性”电子的分离。这一结果立刻引起了实验物理学家的重视，国际上许多研究组开始了竞赛般的实验验证工作。

中科院物理所的陈根富小组首先制备出了具有原子级平整表面的大块TaAs晶体，而外尔费米子就藏身于这种晶体中。随后物理所丁洪小组利用上海光源“梦之线”的同步辐射光束照射TaAs晶体，使得外尔费米子80多年后第一次展现在科学家面前。

据介绍，具有“手性”的外尔费米子的半金属能实现低能耗的电子传输，有望解决当前电子器件小型化和多功能化所面临的能耗问题，同时外尔费米子也受到对称性的保护，可以用来实现高容错的拓扑量子计算。据新华社

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