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外尔费研究所-这种材料中的电流实际上由类轴子粒子携带

孙悦关键三分

科技日報北京10月9日電(記者劉霞)1977年,科學家首次提出「軸子」(Axion)這一假想粒子,作為對粒子物理學標準模型的擴展。自此,他們一直在「抓捕」軸子,但一無所獲。42年之後,一個國際科研團隊稱,他們在固態晶體中「捕獲」了具有軸子性質的一種粒子,刊發於《自然》雜誌的最新研究有助於促進拓撲材料領域的發展。

普林斯頓大學安德烈·伯恩維格小組預測稱,如果將(TaSe4)2I冷卻到零下11攝氏度以下,這些外爾費米子會凝結成晶體——所謂的「電荷密度波」,使下面的原子晶格變形。剛開始自由的外爾費米子會局部化;而最初的(TaSe4)2I則變成軸子絕緣體。基於(TaSe4)2I的電荷密度波晶體擁有可以傳導電流的軸子,當接觸平行的電場和磁場時,這些軸子會增加晶體的磁電導率,這一點非常反常。

研究人員稱,研究這種類軸子粒子的新特性有望使科學家更好地了解量子粒子,並促進相關拓撲材料領域的發展。

在最新研究中,馬克斯普朗克研究所的克勞迪婭·費爾瑟領導的小組製造出了電荷密度波(TaSe4)2I,並研究了這種材料在電場和磁場作用下的導電性。結果發現,低於零下11攝氏度時,這種材料中的電流實際上由類軸子粒子攜帶。

據物理學家組織網8日報道,在最新研究中,來自德國馬克斯普朗克固體化學物理研究所、美國普林斯頓大學以及中國科學院大學的科學家攜手,在外爾半金屬(TaSe4)2I中,發現了由外爾型電子(外爾費米子)組成的類軸子粒子的「蛛絲馬跡」。在室溫下,(TaSe4)2I是一維晶體,其中的電流由外爾費米子傳導。

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