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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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拓?fù)湮飸B(tài)研究領(lǐng)域又有重大突破

中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型費米子

2017-06-21 中國青年報邱晨輝

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語音播報

　　繼“拓?fù)浣^緣體”“量子反?；魻栃?yīng)”“外爾費米子”之后，中國科學(xué)家在拓?fù)湮飸B(tài)研究領(lǐng)域又迎來一項重大突破。

　　記者6月20日從中國科學(xué)院物理研究所獲悉，該所科研團(tuán)隊近日首次發(fā)現(xiàn)了突破傳統(tǒng)分類的新型費米子——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。

　　這一成果已于6月19日在線發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上，論文通訊作者為中科院物理所研究員丁洪、錢天、石友國，并列第一作者為中科院物理所博士生呂佰晴、馮子力、許秋楠。該發(fā)現(xiàn)從理論預(yù)言、樣品制備、到實驗觀測的全過程，都是由我國科學(xué)家獨立完成。

　　組成宇宙的基本粒子可分為波色子和費米子。這其中，按照現(xiàn)有的理論，費米子又分為三種類型，即狄拉克費米子、外爾費米子和馬約拉納費米子。狄拉克費米子已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，大家所熟知的電子、質(zhì)子、中子等就是狄拉克費米子，而外爾費米子和馬約拉納費米子至今尚未被觀測到。

　　不過，在2016年4月，翁紅明、方辰、戴希、方忠“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。

　　事實上，與時空連續(xù)的宇宙空間不同，電子所處的“固體宇宙”只滿足不連續(xù)的分立空間對稱性，這就可能導(dǎo)致傳統(tǒng)理論中所沒有的新型費米子。尋找新型費米子是近年來拓?fù)湮飸B(tài)領(lǐng)域一個挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問題，也是該領(lǐng)域國際競爭的焦點之一。

　　后來，石友國指導(dǎo)博士生馮子力迅速制備出碳化鎢家族中的磷化鉬單晶樣品，丁洪和錢天指導(dǎo)博士生呂佰晴，在上海光源“夢之線”和瑞士保羅謝勒研究所經(jīng)過幾個月的實驗測量，成功解析出磷化鉬的電子結(jié)構(gòu)，與翁紅明指導(dǎo)博士生許秋楠的計算結(jié)果高度吻合，首次實驗發(fā)現(xiàn)突破傳統(tǒng)分類的三重簡并費米子。

　　據(jù)介紹，中科院物理所陳根富研究組在碳化鎢中觀測到與狄拉克半金屬和外爾半金屬顯著不同的方向依賴輸運行為，緊接著德國馬克斯-普朗克研究所的科學(xué)家在磷化鉬中觀測到極低電阻行為，這些都有可能是這種新型費米子的獨特表現(xiàn)。

　?。ㄔd于《中國青年報》 2017-06-21 06版）

　　繼“拓?fù)浣^緣體”“量子反常霍爾效應(yīng)”“外爾費米子”之后，中國科學(xué)家在拓?fù)湮飸B(tài)研究領(lǐng)域又迎來一項重大突破。
　　記者6月20日從中國科學(xué)院物理研究所獲悉，該所科研團(tuán)隊近日首次發(fā)現(xiàn)了突破傳統(tǒng)分類的新型費米子——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。
　　這一成果已于6月19日在線發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上，論文通訊作者為中科院物理所研究員丁洪、錢天、石友國，并列第一作者為中科院物理所博士生呂佰晴、馮子力、許秋楠。該發(fā)現(xiàn)從理論預(yù)言、樣品制備、到實驗觀測的全過程，都是由我國科學(xué)家獨立完成。
　　組成宇宙的基本粒子可分為波色子和費米子。這其中，按照現(xiàn)有的理論，費米子又分為三種類型，即狄拉克費米子、外爾費米子和馬約拉納費米子。狄拉克費米子已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，大家所熟知的電子、質(zhì)子、中子等就是狄拉克費米子，而外爾費米子和馬約拉納費米子至今尚未被觀測到。
　　不過，在2016年4月，翁紅明、方辰、戴希、方忠“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。
　　事實上，與時空連續(xù)的宇宙空間不同，電子所處的“固體宇宙”只滿足不連續(xù)的分立空間對稱性，這就可能導(dǎo)致傳統(tǒng)理論中所沒有的新型費米子。尋找新型費米子是近年來拓?fù)湮飸B(tài)領(lǐng)域一個挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問題，也是該領(lǐng)域國際競爭的焦點之一。
　　后來，石友國指導(dǎo)博士生馮子力迅速制備出碳化鎢家族中的磷化鉬單晶樣品，丁洪和錢天指導(dǎo)博士生呂佰晴，在上海光源“夢之線”和瑞士保羅謝勒研究所經(jīng)過幾個月的實驗測量，成功解析出磷化鉬的電子結(jié)構(gòu)，與翁紅明指導(dǎo)博士生許秋楠的計算結(jié)果高度吻合，首次實驗發(fā)現(xiàn)突破傳統(tǒng)分類的三重簡并費米子。
　　據(jù)介紹，中科院物理所陳根富研究組在碳化鎢中觀測到與狄拉克半金屬和外爾半金屬顯著不同的方向依賴輸運行為，緊接著德國馬克斯-普朗克研究所的科學(xué)家在磷化鉬中觀測到極低電阻行為，這些都有可能是這種新型費米子的獨特表現(xiàn)。
　　（原載于《中國青年報》 2017-06-21 06版）

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