中國科學(xué)家首次觀測到三重簡并費米子

繼“拓?fù)浣^緣體”、“量子反?；魻栃?yīng)”、“外爾費米子”之后，最近中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）的科研團(tuán)隊在拓?fù)湮飸B(tài)研究領(lǐng)域又取得了重大突破，首次觀測到三重簡并費米子，為固體材料中電子拓?fù)鋺B(tài)研究開辟了新的方向。

早在2016年4月，該所的翁紅明、方辰、戴希、方忠就預(yù)言在一類具有碳化鎢晶體結(jié)構(gòu)的材料中存在三重簡并的電子態(tài)，其準(zhǔn)粒子就是三重簡并費米子，這是不同于四重簡并的狄拉克費米子和兩重簡并的外爾費米子的新型費米子。該所石友國指導(dǎo)博士生馮子力迅速制備出碳化鎢家族中的MoP（磷化鉬）單晶樣品，丁洪和錢天指導(dǎo)博士生呂佰晴經(jīng)過幾個月的實驗測量，成功解析出MoP的電子結(jié)構(gòu)，觀測到其中的三重簡并點，這一結(jié)果與翁紅明指導(dǎo)博士生許秋楠的計算結(jié)果高度吻合，首次實驗證實了突破傳統(tǒng)分類的三重簡并費米子。

該研究成果對促進(jìn)人們認(rèn)識電子拓?fù)湮飸B(tài)，發(fā)現(xiàn)新奇物理現(xiàn)象，開發(fā)新型電子器件以及深入理解基本粒子性質(zhì)，都具有重要的意義。

固體材料中實驗發(fā)現(xiàn)的三種費米子：四重簡并的狄拉克費米子（左）、兩重簡并的外爾費米子（中）、三重簡并的新型費米子（右）。