科学家首次观察到半狄拉克费米子
科技日报北京12月11日电 （记者刘霞）美国宾夕法尼亚州立大学和哥伦比亚大学科学家携手，首次观察到一类特殊准粒子——半狄拉克费米子。这类准粒子在朝一个方向移动时拥有质量，而朝另一个方向移动时则失去质量。研究人员表示，对这些准粒子开展深入研究，有望促进下一代电池、传感器等技术发展。相关论文发表于新一期《物理评论X》杂志。
当粒子的能量完全源自其运动时，它就没有质量。这意味着它本质上是以光速传播的纯能量，如以光速移动的光子就被认为没有质量。阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论也指出，任何以光速运动的物体都不可能拥有质量。
然而研究团队表示，在固体材料中，一些行动一致的粒子（也被称为准粒子）的“一举一动”可能与单个粒子截然不同。有些准粒子仅在朝一个方向移动时才拥有质量，而朝另一个方向移动时没有质量。他们将这些奇特的粒子命名为半狄拉克费米子。
2008年和2009年，来自法国南巴黎大学和美国加州大学戴维斯分校等机构的科学家，首次从理论上预言了半狄拉克费米子的存在。
在最新研究中，宾夕法尼亚州立大学物理学助理教授邵垠铭等人，在名为锆硅硫化物（ZrSiS）的半金属材料晶体内，首次窥见了半狄拉克费米子的“真容”。
研究团队在位于佛罗里达州的国家高磁场实验室进行了实验。该实验室混合磁体产生的持续磁场可达地球磁场的90万倍，能使水滴等小物体悬浮起来。
在实验中，研究团队将一块锆硅硫化物冷却至-268.9℃左右——仅比绝对零度高几度，然后将其置于实验室强大的磁场中，并用红外光照射，随后分析材料反射的光。借助这一名为磁光光谱学的技术，邵垠铭等人观测到了锆硅硫化物晶体内准粒子的性质。
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element block and removes
// previous instances of the identical script.
var found = false;
for (var child = 0; child < head.childNodes.length; child++) {
var control = head.childNodes[child];
if (typeof(control.tagName) == "string") {
if (control.tagName.toUpperCase() == "SCRIPT") {
if (script.src.length > 0) {
if (script.src == control.src) {
found = true;
break;
}
} else if (script.innerHTML.length > 0) {
if (script.innerHTML == control.innerHTML) {
found = true;
break;
}
}
}
}
}
if (found) {
head.removeChild(control);
}
var scriptAddedToHead = false;
if (typeof script.readyState != "undefined" && !window.opera) {
script.onreadystatechange = function() {
if (script.readyState != "complete" && script.readyState != "loaded") {
return;
} else {
Anthem_LoadPageScript(result, index + 1);
}
}
} else {
if (isExternalScript) // if it's an external script, only execute the next script when the previous one is loaded.
{
script.onload = function() {
Anthem_LoadPageScript(result, index + 1);
}
}
else // I didn't find a way for script blocks to fire some onload event. So in this case directly call the Anthem_LoadPageScript for the next script.
{
document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script);
scriptAddedToHead = true;
Anthem_LoadPageScript(result, index + 1);
}
}
// Now we append the new script and move on to the next script.
// Note that this is a recursive function. It stops when the
// index grows larger than the number of scripts.
if (!scriptAddedToHead)
document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(script);
}
} catch (e) {
Anthem_DebugError("Error adding page script to head. " + e.name + ": " + e.message);
}
}
}
function Anthem_EvalClientSideScript(result) {
if (result.script) {
for (var i = 0; i < result.script.length; ++i) {
try {
eval(result.script[i]);
} catch (e) {
alert("Error evaluating client-side script!\n\nScript: " + result.script[i] + "\n\nException: " + e);
}
}
}
}
//Fix for bug #1429412, "Reponse callback returns previous response after file push".
//see http://sourceforge.net/tracker/index.php?func=detail&aid=1429412&group_id=151897&atid=782464
function Anthem_Clear__EVENTTARGET() {
var form = Anthem_GetForm();
Anthem_SetHiddenInputValue(form, "__EVENTTARGET", "");
}
function Anthem_InvokePageMethod(methodName, args, clientCallBack, clientCallBackArg) {
Anthem_Clear__EVENTTARGET(); // fix for bug #1429412
return Anthem_CallBack(null, "Page", null, methodName, args, clientCallBack, clientCallBackArg, true, true);
}
function Anthem_InvokeMasterPageMethod(methodName, args, clientCallBack, clientCallBackArg) {
Anthem_Clear__EVENTTARGET(); // fix for bug #1429412
return Anthem_CallBack(null, "MasterPage", null, methodName, args, clientCallBack, clientCallBackArg, true, true);
}
function Anthem_InvokeControlMethod(id, methodName, args, clientCallBack, clientCallBackArg) {
Anthem_Clear__EVENTTARGET(); // fix for bug #1429412
return Anthem_CallBack(null, "Control", id, methodName, args, clientCallBack, clientCallBackArg, true, true);
}
function Anthem_PreProcessCallBack(
control,
e,
eventTarget,
causesValidation,
validationGroup,
imageUrlDuringCallBack,
textDuringCallBack,
enabledDuringCallBack,
