科技部發布2017年度中國科學十大進展（組圖）【4】

　　4. 實驗發現三重簡並費米子

　　三重簡並費米子(右)與四重簡並狄拉克費米子(左)和兩重簡並外爾費米子(中)

　　組成宇宙的基本粒子可分為玻色子和費米子。現有的理論認為宇宙中隻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，其中狄拉克費米子具有四重簡並，外爾費米子和馬約拉納費米子具有兩重簡並，而三重簡並的費米子在宇宙中是不存在的。這三種類型的費米子也能夠以准粒子的形式存在於固體材料中，其中狄拉克費米子和外爾費米子的存在已在實驗上得到確証，馬約拉納費米子也得到一些實驗的支持。

　　這些固體材料被通俗地稱為“固體宇宙”，與真實的宇宙相對應。與時空連續的宇宙空間不同，“固體宇宙”隻滿足不連續的分立空間對稱性，這就可能出現真實宇宙中不存在的新型費米子。在“固體宇宙”中尋找新型費米子是近年來凝聚態物理領域一個挑戰性的前沿科學問題，也是該領域國際競爭的焦點之一。

　　中國科學院物理研究所丁洪、錢天和石友國研究組與合作者，在上海光源“夢之線”和瑞士光源上利用角分辨光電子能譜實驗技術，在磷化鉬晶體中觀測到一類具有三重簡並的費米子。這是首次實驗發現超出傳統的狄拉克/外爾/馬約拉納類型的費米子。他們的實驗發現開辟了探索凝聚態體系中非傳統費米子的途徑，對促進人們認識量子物態、發現新奇物理現象、開發新型電子器件具有重要的意義。相關研究進展發表在2017年6月29日《自然》[Nature, 546(7660):627—631]上。