實(shí)驗(yàn)室首次造出無(wú)質(zhì)量外爾費(fèi)米子
1929年,德國(guó)物理學(xué)家魏爾曼·外爾首次提出,存在著一種無(wú)質(zhì)量的新粒子——外爾費(fèi)米子(Weyl fermion)。他們表示,新粒子擁有的獨(dú)特屬性為下一代電子設(shè)備奠定了基礎(chǔ),也將有助于量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究。 科學(xué)家們認(rèn)為,存在著狄拉克、馬約拉納和外爾三種費(fèi)米子,迄今已在粒子加速器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了前兩種費(fèi)米子的證據(jù),但始終沒(méi)有獲得第三種費(fèi)米子的“蛛絲馬跡”?茖W(xué)家們認(rèn)為,外爾費(fèi)米子沒(méi)有質(zhì)量,可能是包括電子在內(nèi)的其他亞原子粒子的基本組成部分。而且,這種粒子既具有右手手性,也具有左手手性,這就使其擁有很高的流動(dòng)性。當(dāng)兩者相遇時(shí),會(huì)像物質(zhì)和反物質(zhì)一樣相互湮滅。 2011年,加州大學(xué)伯克利分校的理論凝聚態(tài)物質(zhì)物理學(xué)家阿舍汶·維什瓦納特研究團(tuán)隊(duì)在《物理評(píng)論B》雜志撰文指出,擁有某些屬性的晶體在合適的環(huán)境下可能會(huì)產(chǎn)生外爾費(fèi)米子。這種材料需具備某種不對(duì)稱(chēng)性,也必須是半金屬。 由此,由普林斯頓大學(xué)物理學(xué)家扎伊德·哈桑領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)查閱了約100萬(wàn)種晶體的信息,最終將目光鎖定在由鉭和砷組成的晶體上。他們用一束光子向一塊鉭砷(TaAs)晶體發(fā)起了轟擊。此舉讓晶體內(nèi)的電子擁有了額外的能量,電子因此離開(kāi)原位開(kāi)始移動(dòng)?茖W(xué)家們對(duì)移動(dòng)的電子進(jìn)行了詳細(xì)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),“這些電子準(zhǔn)粒子的舉止非常怪異,與外爾費(fèi)米子如出一轍”。 |