科学家初次在实验中发现一维外尔费米子

发布时间：2022-10-07 10:09 所属栏目：16 来源：互联网

导读：外尔费米子是一种在高能物理理论中被预言存在的粒子。它被理论预言可以存在于所有奇数维度（一维、三维）体系中，但目前人们对固体中外尔费米子的研究均在三维体系中开展，即三维外尔费米子。理论预言的最低维度（一维外尔费米子）仍未在实验中发现。近日，

　　外尔费米子是一种在高能物理理论中被预言存在的粒子。它被理论预言可以存在于所有奇数维度（一维、三维）体系中，但目前人们对固体中外尔费米子的研究均在三维体系中开展，即三维外尔费米子。理论预言的最低维度（一维外尔费米子）仍未在实验中发现。

　　近日，华东师范大学研究员袁翔课题组和合作者一起，在低维准粒子激发研究中取得重要进展。联合团队通过强磁场在三维拓扑绝缘体五碲化铪（HfTe5）中，发现了一维外尔费米子，并探索了其特殊的电磁响应。9月30日，相关成果在线发表于《自然—材料》。

　　“此类研究对研究体系有着极高的限制，需要符合多种物理性质才能最终在低温强磁场下实现‘一维外尔费米子’的激发。”该论文共同第一作者、华东师范大学博士生吴闻彬说，“开展这项研究前，我们对许多三维体系进行了相关的电学、光学测试，最终发现能在HfTe5中实现对一维外尔费米子奇异物理性质的探索。”

　　袁翔团队长期致力于发展稳态强磁场红外光谱和电输运测试技术，并与复旦大学研究员张成课题组、中山大学教授严忠波课题组、南方科技大学教授卢海舟课题组和中科院上海技术物理研究所褚君浩院士团队合作，利用国内外强磁场中心（如华中科技大学国家脉冲强磁场中心、美国国家强磁场实验室等）的科学装置，最终在实验上实现了对一维外尔费米子的发现与探索。

　　研究人员利用强磁场红外光谱技术，发现三维拓扑绝缘体HfTe5在强磁场下发生了三次拓扑相变，由于拓扑绝缘体独特的能带反转和零级朗道能级自旋极化特征，其零级朗道能带在强磁场下发生交叉，同时引起拓扑相变，从而形成“一维外尔模”，其色散和自旋织体类似于三维外尔半金属。

（编辑：ASP站长网）