在固体材料中发现外尔费米子

1929 年外尔预言质量为零且具有手性的外尔费米子,但一直未能在实验中观测到。近年来拓扑能带理论预言在固体材料中可能存在外尔费米子的准粒子。2015 年丁洪领导的团队和普林斯顿大学 Hasan 领导的团队几乎同时在固体中发现外尔费米子。其中,丁洪团队利用在上海光源自主建设的“梦之线”,在 TaAs 中观察到开放式的费米弧,提供了外尔费米子存在的实验证据(论文【PRX 5, 031013 (2015)】)。该论文被引用2088 次,2015 年入选美国《物理》评选的国际物理学八大标志性成果、英国《物理世界》评选的国际物理学十大突破和中国科学十大进展,并于 2018 年入选美国物理学会系列期刊 125 周年纪念论文集。之后丁洪团队利用软 X 射线测量了 TaAs 体态电子结构,观测到外尔点及其附近的三维外尔锥,提供了外尔费米子存在的进一步实验证据(论文【Nature Physics 11, 724 (2015)】)。美国知名物理学家 Vishwanath 在《物理》杂志上发表评述文章称“两个分别由普林斯顿大学 Hasan 和中国科学院丁洪领导的团队发现半金属 TaAs 中电子激发态的表现如同外尔费米子”,普林斯顿大学拓扑物理专家 Bernevig 在《Nature Physics》杂志上发表评述性文章《外尔费米子的到来》,提到“三个发表在《Nature Physics》上的早期工作(包括论文【Nature Physics 11, 724 (2015)】),确定了在一个破坏空间反演对称性的非磁性材料中的外尔费米子的存在”。同时,外尔费米子的实验发现工作被《Reviews of Modern Physics》、《Nature Reviews Materials》、《Annual Revi of Condensed Matter Physics》等著名综述期刊进行专题报道。