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“幽灵粒子”不再神秘 丁洪教授揭秘外尔费米子

2015-09-14 11:08
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  微观世界的一次突破性发现,是否会引发智能手机和计算机领域的革命?最近,中国科学家发现外尔费米子的消息,激起了大众的强烈兴趣。9月12日,中国科学院物理所研究员、北京凝聚态国家实验室首席科学家丁洪教授,做客由未来论坛主办,百度新闻联合主办的“理解未来系列讲座”,揭秘“幽灵粒子”——外尔费米子的发现历程和应用前景。

  外尔费米子是德国科学家威尔曼·外尔在1929年预言的,此后近一个世纪的时间里,物理学界一直没有放弃对它的探求。2015年7月,中科院物理研究所科研团队首次发现了具有左旋和右旋两种不同“手性”的电子态——外尔费米子,证实了这一“幽灵粒子”的存在。作为国际上物理学研究的一项重要科学突破,该发现从材料理论预言到实验观测的全过程,均由我国科学家独立完成。

  外尔费米子的发现,对拓扑电子学和量子计算机等颠覆性技术的突破具有非常重要的意义,将极大地推进未来技术的发展。它有望解决当前电子器件小型化和多功能化所面临的能耗问题,同时用来实现高容错的拓扑量子计算,制造比现在的超级计算机运行速度更快的量子计算机。

  值得一提的是,中国科学院、普林斯顿大学等科研机构为发现外尔费米子展开的“科研竞跑”,为这种“幽灵粒子”增添了新的传奇色彩。普林斯顿大学和中科院物理所的研究团队先后向外界宣布了独立发现外尔费米子的消息。同期,麻省理工学院研究团队宣布在光学晶体里发现了“外尔玻色子”。

  围绕在外尔费米子身上长达86年的神秘面纱终被揭下,从突破性发现到实用性材料投入应用,却仍有漫长的路程要走。尚待解答的许多问题,吸引着科学家们继续投入相关领域的研究。

  本次未来论坛的主讲人丁洪教授,带领科研团队深度参与了外尔费米子的相关研究并取得重大成果。作为08年入选首批国家“千人计划”的优秀物理学家,丁洪教授同时也是未来论坛科学家顾问委员会的成员。 “理解未来系列讲座”是未来论坛定期举办的公益活动,由百度新闻联合主办,致力于邀请业界顶级科学家,分享前沿、有趣的科学思想,丰富听众对未来的预测和认知,促进对未来的理解与思考。

  关于外尔费米子

  在固体材料中的“宇宙”中,亿万个电子通过相互作用能形成一种决定其母体材料性质的“准粒子”,这些准粒子与基本粒子可能遵循相同的物理规律。1929年德国数学家和物理学家外尔在狄拉克方程的基础上预言一种无质量的具有相反“手性”的粒子,被称为外尔费米子,但因为其违反“左右”对称性(即宇称守恒)而未被广泛接受。近年来拓扑材料的快速发展为在固体材料中观测外尔费米子提供了新的思路和途径。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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