科学家在实验室首次造出无质量外尔费米子

北京，7月17日，《科学技术日报》(记者刘霞)——1929年，德国物理学家魏尔曼·费米子首次提出了一种没有质量的新粒子——魏尔费米子的存在。他们说，新粒子的独特性质为下一代电子设备奠定了基础，也将有助于量子计算机领域的研究。

科学家认为有三个费米子，狄拉克，马略纳和瓦尔。到目前为止，在粒子加速器中已经发现了前两个费米子的证据，但是还没有第三个费米子的“踪迹”。科学家认为外层费米子没有质量，可能是包括电子在内的其他亚原子粒子的基本成分。此外，这些粒子既有右旋手性，也有左旋手性，这使得它们具有高度的流动性。当它们相遇时，它们像物质和反物质一样相互湮灭。

2011年，加州大学伯克利分校的理论凝聚态物理学家阿什温·维斯瓦纳特的研究团队在《物理评论B》杂志上写道，具有特定性质的晶体在适当的环境下可能会产生费米子。这种材料必须有一定的不对称性，而且必须是半金属的。

结果，由普林斯顿大学物理学家扎伊德·哈桑领导的团队查找了大约100万种晶体的信息，最终聚焦于由钽和砷组成的晶体。他们用一束光子轰击TaAs晶体。这给晶体中的电子提供了额外的能量，所以电子离开了它们原来的位置，开始移动。科学家对移动的电子进行了详细的研究，发现“这些电子准粒子的行为非常奇怪，就像费米子一样”。

根据物理学家组织网络7月17日(北京时间)的一份报告，该研究的第一作者徐素阳说，新的发现不仅有助于科学家澄清粒子的行为，而且为超低功率电子器件的发展铺平了道路。此外，在量子尺度上，当粒子遇到电场或磁场时，它的“手性”会发生变化，因此它可以用于量子计算机的发展领域。此外，超导体只能在极低温度的液态氦或液态氮的“浴”下工作，而新粒子可以在室温下工作。

然而，维斯瓦纳特在接受《美国有趣的科学》采访时说:“在晶体中产生这样的粒子可能有助于我们进一步理解它们在现实世界中的行为，但最新发现并没有澄清费米子是否是基本粒子之一的问题。”