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我国科学家参加发现“轴子”粒子是42年前猜测的基本粒子吗?

德累斯顿马克斯·普朗克固体化学物理研讨所(Max Planck Institute For Chemical Physical Of Solid)、普林斯顿大学(Princeton University)、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)和中国科学院大学(University Of The Chinese Academy Of Sciences)的科学家们发现了一个众所周知难以捉摸的粒子:轴子。42年前,轴子初次被猜测为基本粒子,是粒子物理学规范模型的扩展。

其研讨验成果宣布在《天然》期刊上,研讨小组在相关Weyl半金属(TaSe4)2i中发现了由Weyl类型电子(Weyl Fermions)组成的轴子粒子特征。在室温下,(TaSe4)2i是一维晶体,其间电流由Weyl Fermions传导。但是,经过将(TaSe4)2i冷却到-11摄氏度以下,这些Weyl Fermions自身凝集成晶体,即所谓的“电荷密度波”,歪曲了原子的底层晶格。开始自在的Weyl费米子现在是局域化的,而且初始Weyl半金属(TaSe4)2i成为轴子绝缘体。与金属原子晶体中自在电子的存在相似,Weyl半金属基电荷密度波晶体具有能够传导电流的轴子。

但是,这种轴子的行为与电子有很大不同,当接触到平行的电场和磁场时,它们对磁电导率发生失常的正奉献。依据普林斯顿大学Andrei Bernevig小组的猜测,德累斯顿马克斯·普朗克固体化学物理研讨所的Claudia Felser小组发生了电荷密度波Weyl metalloid(TaSe4)2i,并研讨了这种资料在电场和磁场影响下的导电状况。研讨人员发现,这种资料中低于-11摄氏度的电流实际上是由轴子粒子带着。轴子绝缘体是一个相关的拓扑相,估计会在Weyl半金属中构成电荷密度波。

在电荷密度波相中随同的滑动模。估计会引起失常的磁电输运效应。但是,到本研讨发现前,这种轴子电荷密度波还没有被试验检测到。研讨的首要作者之一Claudia Felser说:我以为咱们知道的资料忽然显示出如此风趣的量子粒子,这是十分令人惊奇的。在试验中研讨轴子粒子的新特性,能够让科学家更好地了解量子粒子的奥秘范畴,并开辟高度相关的拓扑资料范畴。约翰尼斯·古思说:我一生愿望的另一块积木,便是用固体中的试验完成地理和高能物理的主意。

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