在被预言近90年后 外尔费米子终被中国科学家发现

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　　本报北京7月21日电 （记者吴月辉）记者从中科院物理所获悉：由中科院物理所方忠研究员带领的团队日前首次在实验中发现了外尔费米子（Weyl费米子）。科学家们认为，这一发现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。该项发现从理论预言到实验观测的全过程，都由我国科学家独立完成。

　　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”（即线性色散）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”。不过，科学家们始终无法在实验中观测到这种粒子。

　　近年来，拓扑绝缘体尤其是拓扑半金属领域的飞速发展，为外尔费米子的产生和观测提供了新思路。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或许可以发现无“质量”的电子。虽然由于某些对称性的保护，两个“手性”相反的电子态重叠在一起无法分开，但向实现真正分离的“手性”电子迈出了关键的一步。

　　2014年，该团队首次预言在TaAs，TaP，NbAs和NbP等材料体系中可打破中心对称的保护，实现两种“手性”电子的分离。进入2015年，中科院物理所的陈根富小组制备出具有原子级平整表面的大块TaAs晶体，随后该研究所的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，使得外尔费米子第一次展现在科学家面前。

　　科学家们认为，外尔费米子的半金属能实现低能耗电子传输，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。

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