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研究人員認為他們偶然發現了一種新的粒子。被稱為II型Weyl Fermions,它們被認為隱藏在附近的磁場中的材料,導致其在電導體和絕緣子之間切換,這取決於誘導的電流在哪個方向上傳播。這種適應性表明這些顆粒可用於創建全球電子中電子效率的跨晶體組件。他們的預測在期刊中描述自然。
費米子是一種可以是基本的粒子,例如不由任何其他顆粒(例如電子,中微子或夸克)或複合材料組成,或者是由兩個或更多較小的基本粒子組成的粒子,例如質子。他們是類似於玻色子,這是攜帶力的顆粒,但它們具有不同的“自旋”或角動量的值。
1929年,德國數學家和物理學家赫爾曼·韋伊爾(Hermann Weyl)首先假設Weyl fermion。它們是無質量的顆粒,最初被錯誤地識別作為中微子,直到發現中微子確實確實有一個非常小但很重要的質量。奇怪的是,Weyl Fermions被認為是物質和反物質的行為 - 身體對立幾乎以各種方式以相同的質量 - 只有在晶體內包含時。
今年早些時候在《科學》雜誌上發表的兩項研究首次揭示了直接證據,將它們描述為準粒子:干擾在培養基的性質中。這些“騷亂”實際上是穩定的,儘管它們的名字卻是穩定的。在遇到另一個Weyl fermion之前,他們不會改變方向或失去沖鋒或動力,這是他們唯一與之互動的另一件事。
這項新研究詳細介紹了第二種Weyl fermion的數學證據,該材料稱為Tungsten ditelluride,一種”半學。 ”與第一種類型相比,II型Weyl fermion使該半學成為出色的導體和電力的驚人絕緣子,具體取決於電流流動的方向。與I型不同,該變體可以駐留在零點能量的眾多熱力學狀態下,這是任何物理系統或粒子都可以擁有的最低能量。這使其可以將其宿主材料與超導性和磁性特性相同。
這些新的準顆粒與電子相當。電子是我們宇宙中的基本顆粒。在特殊的晶體內,這些類型的II韋爾植物被認為是固體的基本顆粒,對於它們的組成很重要,但通常不相互作用。這項研究的作者認為他們的宿主半學晶體代表宇宙的縮影,其中包含顆粒,而不是在它們之外不存在的顆粒,包括這些Weyl fermions。這些晶體可以在實驗室中以相對較少的費用生長,從而使研究人員能夠研究這些難以捉摸的異國情調顆粒的行為。
儘管不是直接“觀察到”,但該團隊的數學預測為對II型Weyl fermions的實驗檢測鋪平了道路,與在最近的一些研究中檢測到I型Fermions的方式相同。