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研究人员认为他们偶然发现了一种新型粒子。被称为 II 型外尔费米子的材料被认为会动态响应附近的磁场，使其根据感应电流的传播方向在电导体和绝缘体之间切换。这种适应性表明粒子可用于在全球电子产品中制造高效晶体管元件。他们的预测在杂志上有描述自然。
费米子是一种粒子，可以是基本粒子，即不由任何其他粒子（如电子、中微子或夸克）组成，也可以是复合粒子，即由两个或多个更小的基本粒子（如质子）组成。他们是类似于玻色子，它们是承载力的粒子，但它们具有不同的“自旋”或角动量值。
外尔费米子是由德国数学家和物理学家赫尔曼·外尔于 1929 年首次提出的假设。它们是无质量的粒子，最初被错误识别作为中微子，直到人们发现中微子实际上确实具有令人难以置信的小但重要的质量。奇怪的是，外尔费米子被认为同时具有物质和反物质的特性——物理上的对立几乎在所有方面，除了它们的质量相同之外——仅当包含在晶体中时。
今年早些时候发表在《科学》杂志上的两项研究首次揭示外尔费米子的直接证据，将它们描述为准粒子：记录的干扰在介质的特性中。这些“扰动”尽管名为“扰动”，但实际上是稳定的。它们不会改变方向或失去电荷或动量，直到遇到另一个外尔费米子（它们唯一与之相互作用的东西）。
这项新研究详细介绍了一种名为二碲化钨的材料中第二种类型外尔费米子的数学证据，一种“半金属”。与第一种类型相比，II 型外尔费米子使这种半金属成为优异的导体和一种非凡的电绝缘体，具体取决于电流流动的方向。与 I 型不同，这种变体可以处于零点能量（任何物理系统或粒子可能具有的最低能量）下的各种热力学状态。这使得它能够赋予其主体材料超导性和磁性等特性。
这些新的准粒子可与电子相媲美。电子是我们宇宙中的基本粒子；在特殊晶体内部，这些 II 型外尔费米子被认为是固体的基本粒子，对其组成很重要，但通常不相互作用。这项研究的作者认为它们的宿主半金属晶体代表了宇宙的缩影，充满了在它们之外不可能存在的粒子，包括这些韦尔费米子。这些晶体可以在实验室中以相对较低的成本生长，使研究人员能够研究这些令人难以置信的难以捉摸的奇异粒子的行为。
尽管没有直接“观察到”，该团队的数学预测为 II 型外尔费米子的实验检测铺平了道路，与最近几项研究中检测到 I 型费米子的方式大致相同。
