中國科學家首次觀測到三重簡并費米子

繼“拓撲絕緣體”、“量子反常霍爾效應”、“外爾費米子”之后，最近中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）的科研團隊在拓撲物態研究領域又取得了重大突破，首次觀測到三重簡并費米子，為固體材料中電子拓撲態研究開辟了新的方向。

早在2016年4月，該所的翁紅明、方辰、戴希、方忠就預言在一類具有碳化鎢晶體結構的材料中存在三重簡并的電子態，其準粒子就是三重簡并費米子，這是不同于四重簡并的狄拉克費米子和兩重簡并的外爾費米子的新型費米子。該所石友國指導博士生馮子力迅速制備出碳化鎢家族中的MoP（磷化鉬）單晶樣品，丁洪和錢天指導博士生呂佰晴經過幾個月的實驗測量，成功解析出MoP的電子結構，觀測到其中的三重簡并點，這一結果與翁紅明指導博士生許秋楠的計算結果高度吻合，首次實驗證實了突破傳統分類的三重簡并費米子。

該研究成果對促進人們認識電子拓撲物態，發現新奇物理現象，開發新型電子器件以及深入理解基本粒子性質，都具有重要的意義。

固體材料中實驗發現的三種費米子：四重簡并的狄拉克費米子（左）、兩重簡并的外爾費米子（中）、三重簡并的新型費米子（右）。