本報(bào)北京6月20日電（記者 邱晨輝）繼“拓?fù)浣^緣體”“量子反常霍爾效應(yīng)”“外爾費(fèi)米子”之后，中國(guó)科學(xué)家在拓?fù)湮飸B(tài)研究領(lǐng)域又迎來(lái)一項(xiàng)重大突破。

　　記者今天從中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲悉，該所科研團(tuán)隊(duì)近日首次發(fā)現(xiàn)了突破傳統(tǒng)分類的新型費(fèi)米子——三重簡(jiǎn)并費(fèi)米子，為固體材料中電子拓?fù)鋺B(tài)研究開(kāi)辟了新的方向。

　　這一成果已于6月19日在線發(fā)表在國(guó)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(qián)天、石友國(guó)，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(shí)驗(yàn)觀測(cè)的全過(guò)程，都是由我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成。

　　組成宇宙的基本粒子可分為波色子和費(fèi)米子。這其中，按照現(xiàn)有的理論，費(fèi)米子又分為三種類型，即狄拉克費(fèi)米子、外爾費(fèi)米子和馬約拉納費(fèi)米子。狄拉克費(fèi)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(fèi)米子，而外爾費(fèi)米子和馬約拉納費(fèi)米子至今尚未被觀測(cè)到。

　　不過(guò)，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(jiǎn)并”的電子態(tài)，其準(zhǔn)粒子就是“三重簡(jiǎn)并”費(fèi)米子——這是不同于“四重簡(jiǎn)并”的狄拉克費(fèi)米子和“兩重簡(jiǎn)并”的外爾費(fèi)米子的新型費(fèi)米子。

　　事實(shí)上，與時(shí)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(duì)稱性，這就可能導(dǎo)致傳統(tǒng)理論中所沒(méi)有的新型費(fèi)米子。尋找新型費(fèi)米子是近年來(lái)拓?fù)湮飸B(tài)領(lǐng)域一個(gè)挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問(wèn)題，也是該領(lǐng)域國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。

　　后來(lái)，石友國(guó)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(qián)天指導(dǎo)博士生呂佰晴，在上海光源“夢(mèng)之線”和瑞士保羅謝勒研究所經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn)測(cè)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(jì)算結(jié)果高度吻合，首次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)突破傳統(tǒng)分類的三重簡(jiǎn)并費(fèi)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(cè)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(yùn)行為，緊接著德國(guó)馬克斯-普朗克研究所的科學(xué)家在磷化鉬中觀測(cè)到極低電阻行為，這些都有可能是這種新型費(fèi)米子的獨(dú)特表現(xiàn)。

(責(zé)編：林露、申寧)