科技日報北京7月17日電 （記者劉霞）1929年，德國物理學(xué)家魏爾曼·外爾首次提出，存在著一種無質(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性。當(dāng)兩者相遇時，會像物質(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)境下可能會產(chǎn)生外爾費(fèi)米子。這種材料需具備某種不對稱性，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，電子因此離開原位開始移動?？茖W(xué)家們對移動的電子進(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”。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月17日（北京時間）報道，該研究的第一作者許蘇揚(yáng)（音譯）表示，新發(fā)現(xiàn)不僅有助于科學(xué)家們厘清這種粒子的行為，也為研制出超低功耗電子設(shè)備鋪平了道路。而且在量子尺度下，當(dāng)該粒子遭遇電場或磁場時，其“手性”會發(fā)生變化，因此可被用于量子計算機(jī)研制領(lǐng)域。另外，超導(dǎo)體只在溫度極低的液態(tài)氦或液態(tài)氮的“沐浴”下才能工作，而新粒子可在室溫下工作。

　　不過，維什瓦納特接受美國趣味科學(xué)采訪時表示：“在晶體內(nèi)制造出這種粒子或有助于我們更進(jìn)一步了解其在現(xiàn)實(shí)世界中的行為，但最新發(fā)現(xiàn)并沒有厘清外爾費(fèi)米子是否是基本粒子中的一員這個問題?！?/p>

　　總編輯圈點(diǎn)

　　人們對各種拗口的粒子似乎不太敏感，但若強(qiáng)調(diào)“下一代超導(dǎo)體技術(shù)將在電能輸送、超導(dǎo)磁懸浮列車、量子計算機(jī)等眾多領(lǐng)域中大顯身手”，或許還能引起側(cè)目。美劇《宇宙大爆炸》中理論物理學(xué)術(shù)呆子“謝耳朵”自恃清高貶低打擊搞應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的室友，常常激發(fā)觀眾爆笑，違和感爆棚。實(shí)際上，科學(xué)探索中名留青史的往往都是最初理論提出者，外爾費(fèi)米子即如此。但證實(shí)理論的“室友”同樣值得尊敬，畢竟“查閱100萬種晶體”也需要很大毅力。