中國科學院物理研究所的科研團隊在拓撲物態(tài)研究領域取得重大進展，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撲態(tài)研究開辟了新的方向。該研究成果于北京時間6月19日由國際權威學術期刊《自然》在線發(fā)表。

論文通訊作者之一、中科院物理所副研究員錢天介紹，現(xiàn)有理論認為宇宙中可能存在三種類型的費米子，即狄拉克費米子、外爾費米子和馬約拉納費米子。人們所熟知的電子、質子、中子等就屬于狄拉克費米子。宇宙中的費米子在固體中存在“影子”，這種“影子”或具有傳統(tǒng)理論中費米子的行為，或能演生出完全不同的新型費米子。

尋找新型費米子是近年來拓撲物態(tài)領域一個挑戰(zhàn)性的前沿科學問題，也是該領域國際競爭的焦點之一。2016年，物理所研究員方忠領導的理論團隊首次預言，在一類具有碳化鎢晶體結構的材料中存在三重簡并費米子，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一種新型費米子。

此后，物理所研究員石友國等人迅速制備出碳化鎢家族中的磷化鉬單晶樣品，研究員丁洪、副研究員錢天等人經(jīng)過幾個月的實驗測量，成功解析出磷化鉬的電子結構，與理論計算高度吻合，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，該發(fā)現(xiàn)從理論預言、樣品制備、到實驗觀測的全過程，都是由我國科學家獨立完成，是凝聚態(tài)物理中固體理論的一個重要突破。

物理所研究員翁紅明說，對固體中新型粒子的研究剛剛開始，這一研究成果對促進人們認識電子拓撲物態(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都具有重要的意義。

（原標題：中國科學家首次發(fā)現(xiàn)突破傳統(tǒng)分類的新型費米子 ）