拓?fù)?em>半金屬中Weyl費(fèi)米子湮滅
物理學(xué)研究的前沿之一是在凝聚態(tài)體系中尋找Dirac方程所描述的一些基本粒子。Dirac方程是具有狹義相對論協(xié)變性的波動方程,最早由英國物理學(xué)家Paul M. Dirac 于1928年構(gòu)造,用于描述自旋為1/2的費(fèi)米子,典型代表如電子。Dirac方程成功地預(yù)言了正電子的存在, 并于1932年被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。Dirac方程有不同的等價表示,比如Dirac、Majorana和Weyl表示等,其對應(yīng)的準(zhǔn)粒子可以分別在不同的凝聚態(tài)體系中被實(shí)現(xiàn),如石墨烯 (2010諾貝爾物理獎) 、拓?fù)浣^緣體表面可以存在二維無質(zhì)量的Dirac費(fèi)米子和非常規(guī)超導(dǎo)體的邊界可能存在Majorana費(fèi)米子等。特別是,Dirac方程的三維無質(zhì)量極限,對應(yīng)Weyl費(fèi)米子,可以在最新發(fā)現(xiàn)的拓?fù)浒虢饘僦斜粚?shí)現(xiàn)。 通過系統(tǒng)的計(jì)算和數(shù)據(jù)分析,證明了這個反常信號與Weyl費(fèi)米子在強(qiáng)磁場下最低朗道能帶打開能隙有關(guān)。在凝聚態(tài)物理中,能譜打開能隙和狄拉克型方程描述的準(zhǔn)粒子獲得質(zhì)量是等價的,因而從理論上支持了Weyl費(fèi)米子湮滅的結(jié)論。
南方科技大學(xué)
2021-04-13