費米子
- 相互作用費米子的量子模擬
201210)費米子是標準模型中物質(zhì)構(gòu)成的基本單元,這些基本的粒子通過相互作用構(gòu)建了物質(zhì)世界.同時,費米子也是凝聚態(tài)物理領(lǐng)域和量子化學(xué)計算中需要處理的核心的微觀自由度,對理解高溫超導(dǎo)電性、刻畫量子磁性、描述分子結(jié)構(gòu)和功能均起決定性作用.但是在經(jīng)典計算機上模擬多費米子模型比較普遍地會遇到負符號問題,需要的計算復(fù)雜度往往隨著粒子數(shù)的增長呈指數(shù)增長.而超冷原子系統(tǒng)提供了一種直接對相互作用費米子進行量子模擬的有效手段和實驗平臺,即通過微觀可控的方式在物理實驗中實現(xiàn)
物理學(xué)報 2022年22期2022-12-05
- 克爾度規(guī)引力場對費米子的量子散射*
文希望從引力對費米子散射的角度研究通過引力場區(qū)分中微子費米子類型的可能性.對Levi-Civita 聯(lián)絡(luò)按宇稱變換做分解,在引力場對費米子散射微擾論最低階近似以及弱引力近似下,發(fā)現(xiàn)一般度規(guī)的引力場對狄拉克和馬約拉納費米子量子散射矩陣元差別來自宇稱變換下類似矢量的部分;對克爾度規(guī)的引力場散射,證實不同類型費米子的散射差別與克爾引力源的角動量相關(guān),其散射矩陣元正比于引力源的質(zhì)量與角動量乘積的平方.以上結(jié)果為通過引力場區(qū)分費米子類型提供了另外一種可能的方法.1
物理學(xué)報 2022年21期2022-11-14
- 高溫超導(dǎo)性潛力巨大的奇異金屬
行為。玻色子和費米子1952年，諾貝爾獎得主利昂·庫珀（Leon Cooper）發(fā)現(xiàn)，在正常的超導(dǎo)體（而不是之后發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)體）中，電子會聯(lián)合起來形成庫珀對，它們可以毫無阻力地在原子晶格中滑行。雖然電子屬于一類被稱為費米子的粒子，但庫珀對卻是以玻色子的方式行事，遵循著與費米子截然不同的規(guī)則。玻色子和費米子的體系通常表現(xiàn)得非常不同。費米子遵循泡利不相容原理，也就是說，在費米子組成的系統(tǒng)中，兩個或兩個以上的費米子不能占據(jù)相同的量子態(tài)。費米子與玻色子的主要區(qū)別但
中國科學(xué)探險 2022年4期2022-08-03
- 二次量子化中單體和兩體算符的一種啟發(fā)式推導(dǎo)
引入.但對于多費米子系統(tǒng)，這多少顯得有些突兀.筆者認為，量子諧振子的代數(shù)解法并不是建立二次量子化表述的必要知識.相反，對量子諧振子的提前了解甚至?xí)?dǎo)致一些不必要的混淆.例如，當考慮多個處于諧振子勢中的全同費米子時，學(xué)生容易對以下事實產(chǎn)生混淆：單諧振子的能量量子產(chǎn)生和湮沒算符滿足單模玻色子的正則對易關(guān)系；而二次量子化中真實費米子的產(chǎn)生和湮沒算符卻滿足正則反對易關(guān)系.如Sakurai等人所著的《現(xiàn)代量子力學(xué)》[5]一書中所指出的，引入產(chǎn)生和湮沒算符的正則對易或
大學(xué)物理 2022年2期2022-02-24
- 基本費米子質(zhì)量和代問題*
5)研究了基本費米子的質(zhì)量分布,并找到一組描述基本費米子質(zhì)量在特定分布模式下的經(jīng)驗關(guān)系式.這啟發(fā)我們對基本費米子質(zhì)量等級和基本費米子具有三代的根源進行深入的思考,提出了一種理論模型,解釋了基本費米子為什么具有三代,并討論了基本費米子質(zhì)量等級和自旋的起源.1 引言在標準模型框架下,共有三代基本費米子,每代基本費米子包含一對夸克和一對輕子.三代夸克和帶電輕子都具有質(zhì)量.中微子振蕩實驗進一步表明至少有兩種中微子也具有質(zhì)量[1-3].基本費米子質(zhì)量是粒子物理標準模
物理學(xué)報 2021年23期2021-12-16
- 各向異性ruby 晶格中費米子體系的Mott 相變*
uby 晶格中費米子行為,在團簇動力學(xué)平均場理論框架內(nèi)將格點模型映射為有效自洽場中的雜質(zhì)模型后用連續(xù)-時間量子蒙特卡羅算法求解雜質(zhì)模型.基于自洽計算的結(jié)果,用最大熵方法得到各向異性ruby 晶格中具有相互作用的費米子體系的單粒子態(tài)密度和雙占據(jù)數(shù)后討論了溫度(T)、相互作用(U)和各向異性參數(shù)(λ)對體系的金屬-絕緣相變的影響.最后給出各向異性ruby 晶格中費米子體系的溫度-相互作用相圖,研究結(jié)果表明,低溫和弱相互作用范圍體系處在金屬相,而在高溫和強相互作
物理學(xué)報 2021年23期2021-12-16
- 馬約拉納費米子與雜質(zhì)自旋相互作用的熱偏壓輸運*
輸運中馬約拉納費米子與雜質(zhì)自旋的相互作用， 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生溫差驅(qū)動的自旋相關(guān)電流， 得到了馬約拉納費米子導(dǎo)致的熱自旋流.在大溫差下， 馬約拉納費米子與量子點強耦合時， 電流與門電壓趨于線性關(guān)系， 體現(xiàn)了馬約拉納費米子的魯棒性， 且馬約拉納費米子導(dǎo)致的自旋流具有振蕩特性， 其零點個數(shù)與雜質(zhì)自旋角量子數(shù)相關(guān).1 引 言馬約拉納費米子是意大利物理學(xué)家馬約拉納在狄拉克方程的基礎(chǔ)上提出的一種粒子， 在高能物理中人們尋找其身影已很多年[1-3].馬約拉納費米子具有拓
物理學(xué)報 2021年11期2021-06-18
- 我科學(xué)家展示實現(xiàn)拓撲量子計算新方法
者研究發(fā)現(xiàn)：仲費米子零模編織過程對局域噪聲免疫，并且保持量子互文資源守恒，因此有望通過編織操作和魔術(shù)態(tài)萃取等手段進行普適、容錯的量子計算。該成果8月9日以研究長文的形式在線發(fā)表在美國物理學(xué)會期刊《PRX量子》上，并被選為編輯推薦文章。在實現(xiàn)拓撲量子計算的過程中，馬約拉納零模的實驗制備一直是研究熱點，但迄今為止仍然沒有實驗?zāi)苊鞔_驗證它的存在。除實驗困難外，馬約拉納零模體系還有兩個缺點：一是它們的編織不足以在拓撲保護下實現(xiàn)通用量子門；二是一種名為準粒子中毒的機
網(wǎng)信軍民融合 2021年8期2021-04-17
- 拓撲超導(dǎo)體與量子點結(jié)構(gòu)中非簡并能級的全計數(shù)統(tǒng)計
ajorana費米子（Majorana fermions，MFs）的存在［1］.MFs是自身的反粒子，遵從非阿貝爾統(tǒng)計.作為非阿貝爾任意子，MFs受拓撲保護，環(huán)境的局域干擾無法破壞非局域的MFs，從而不會受到退相干的影響，因此，在拓撲量子計算中有重要應(yīng)用［2-3］.實驗上用銻化銦（InSb）或砷化銦（InAs）強自旋-軌道耦合的半導(dǎo)體納米線，與s-波超導(dǎo)體形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合超導(dǎo)電性作用以及外加磁場實現(xiàn)一維拓撲超導(dǎo)體，在其兩端產(chǎn)生MFs［4］.由于一維拓撲超
首都師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2021年1期2021-02-07
- 重費米子超導(dǎo)理論和材料研究進展*
23808)重費米子超導(dǎo)體是一類典型的強關(guān)聯(lián)和非常規(guī)超導(dǎo)系統(tǒng),超導(dǎo)的產(chǎn)生與量子臨界漲落有著緊密的關(guān)系.在實際材料中,不同結(jié)構(gòu)體系的重費米子超導(dǎo)體往往表現(xiàn)出非常不同的競爭序和超導(dǎo)性質(zhì),表明f電子的行為對材料的結(jié)構(gòu)特征具有敏感依賴性.特別是最近幾年的超導(dǎo)實驗研究,表明具體材料的實際電子結(jié)構(gòu)對重費米子超導(dǎo)的性質(zhì)具有重要影響.本文將簡要介紹幾類典型重費米子體系的最新研究進展,并結(jié)合實際材料的強關(guān)聯(lián)能帶結(jié)構(gòu)計算、唯象量子臨界漲落特征和Eliashberg超導(dǎo)理論,發(fā)
物理學(xué)報 2021年1期2021-01-14
- 手征馬約拉納費米子*
)手征馬約拉納費米子是具有手性的無質(zhì)量費米子， 是其本身的反粒子， 只能存在于1+1維(即1維空間+1維時間)或者9+1維. 在凝聚態(tài)物理中， 1維手征馬約拉納費米子可看成1/2分數(shù)化的狄拉克費米子， 并作為二維拓撲態(tài)的邊緣元激發(fā). 奇數(shù)個手征馬約拉納費米子邊緣態(tài)的存在也預(yù)示著體系中存在滿足非阿貝爾量子統(tǒng)計的伊辛任意子. 手征馬約拉納費米子也可進行非阿貝爾編織， 理論上可用來實現(xiàn)容錯量子計算，因此近年來在凝聚態(tài)物理研究中引起了廣泛的興趣. 本文從二維拓撲態(tài)
物理學(xué)報 2020年11期2020-06-30
- 馬約拉納費米子首次在黃金上“現(xiàn)形”
觀測到馬約拉納費米子出現(xiàn)的證據(jù)，這是科學(xué)家首次在一個可擴展平臺上觀測到這一粒子。在最新研究中，MIT和香港科技大學(xué)研究人員在他們設(shè)計和制造的材料系統(tǒng)中觀察到了馬約拉納費米子存在的證據(jù)。該系統(tǒng)由超導(dǎo)材料釩上生長的金納米線組成，其上布滿擁有鐵磁性的硫化銪小“島”。當研究人員掃描這些“島”附近表面時，看到金最頂層表面出現(xiàn)接近零能量的特征峰值信號。理論指出，該種峰值只能由馬約拉納費米子對產(chǎn)生。
科學(xué)導(dǎo)報 2020年23期2020-04-21
- 馬約拉納費米子的新發(fā)現(xiàn)
正反粒子相同的費米子，這就是馬約拉納費米子。據(jù)美國麻省理工學(xué)院（MIT）網(wǎng)站2020年4月14日的報道，美中科學(xué)家攜手在《美國國家科學(xué)院院刊》上撰文指出，研究人員首次在金屬金的表面發(fā)現(xiàn)了馬約拉納費米子存在的證據(jù)，研究人員在釩上生長的金納米線上設(shè)置了布滿帶有磁性的硫化銪凸點。通過掃描這些凸點的周圍，發(fā)現(xiàn)能夠檢測到能量為0的特征峰值，而這種峰值就是馬約拉納費米子產(chǎn)生的重要證據(jù)之一。這是科學(xué)家第一次在一個可以擴展的平臺上觀察到這一粒子存在的證據(jù)，也是構(gòu)造量子比特
科研成果與傳播 2020年2期2020-01-11
- 重費米子材料與物理*
027)1 重費米子的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀重費米子材料是一類典型的強關(guān)聯(lián)電子體系,通常存在于含有f-電子的鑭系或者錒系金屬間化合物中, 近期在一些過渡金屬化合物中也發(fā)現(xiàn)了類似的重費米子行為.CeAl3是首個被發(fā)現(xiàn)的重費米子化合物[1], 該材料在低溫表現(xiàn)出典型的費米液體行為, 即電阻正比于溫度的平方, 且比熱與溫度呈線性關(guān)系, 但其零溫比熱系數(shù)高達1.62 J/(mol·K2),比常規(guī)金屬高出幾個數(shù)量級(如Cu或Au的電子比熱大約1 mJ/(mol·K2))
物理學(xué)報 2019年17期2019-09-21
- 王秩偉：深耕前沿量子拓撲材料
子——自旋-1費米子和雙外耳費米子。首先利用化學(xué)氣相輸運法生長出高質(zhì)量的單晶材料，與合作者第一次在體態(tài)布里淵區(qū)的中心和角上位置分別觀察到自旋-1費米子和雙外耳費米子。這是第一次在實驗上觀察到狄拉克費米子和外耳費米子以外的新型費米子。相關(guān)成果發(fā)表在物理學(xué)頂級期刊《Physical Review Letters》上，并被選為“Editor’s Suggestion”和“Featured in Physics”。
時代人物 2019年26期2019-09-20
- 王秩偉：深耕前沿量子拓撲材料
子——自旋-1費米子和雙外耳費米子。首先利用化學(xué)氣相輸運法生長出高質(zhì)量的單晶材料，與合作者第一次在體態(tài)布里淵區(qū)的中心和角上位置分別觀察到自旋-1費米子和雙外耳費米子。這是第一次在實驗上觀察到狄拉克費米子和外耳費米子以外的新型費米子。相關(guān)成果發(fā)表在物理學(xué)頂級期刊《Physical Review Letters》上，并被選為“Editors Suggestion”和“Featured in Physics”。
時代人物 2019年11期2019-09-19
- Ginzburg-Landau 方程組弱解的整體吸引子
4） 描述的是費米子-玻色子模型中Feshbach 共振附近費米子氣體超流中的BCS-BEC跨越現(xiàn)象.費米子-玻色子模型由于它的特殊性，吸引了廣大學(xué)者的關(guān)注和研究.1987 年，桑建平等[1]對相互作用的玻色子-費米子模型進行了微觀研究， 然后給出了與試驗符合很好的EU 基態(tài)轉(zhuǎn)動態(tài)的理論計算譜.1992 年，人們發(fā)現(xiàn)了 BCS-BEC 跨越現(xiàn)象，Drechsler M 等[2]和 Sa de Melo C A R 等[3]對費米子-玻色子模型中Feshba
閩南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2019年3期2019-08-08
- 閆亞軍：腳踏實地的摘星者
ajorona費米子存在的證據(jù)。但由于可能的拓撲超導(dǎo)材料的臨界溫度普遍較低等原因，對它的研究進展緩慢，現(xiàn)有的拓撲超導(dǎo)的工作也存在較大爭議。為找到更多直接的實驗證據(jù)來證明拓撲超導(dǎo)體的存在，在項目中，閆亞軍以STM作為研究超導(dǎo)體表面電子態(tài)和超導(dǎo)電性的有力工具。她說，STM是目前研究超導(dǎo)材料的最有力的手段之一，已在銅基、鐵基等非常規(guī)超導(dǎo)體和拓撲絕緣體表面態(tài)的研究中起到了非常重要的作用。STM可以運行于極低溫，有非常高的實空間和能量分辨率，它不僅可以觀察樣品表面原
科學(xué)中國人 2018年16期2018-09-29
- 基于文獻計量的開創(chuàng)引領(lǐng)性科技成果評價*
——以固體中的新奇費米子研究為例
驗發(fā)現(xiàn)三重簡并費米子等成果紛紛入圍。但是，衡量中國科技的國際地位，需要更全面的審度和更客觀的證據(jù)，科技管理人員與科研人員也需對自身科研成果在國際上的水平與地位有更清晰、更準確的認識。為此，本文從文獻計量學(xué)的角度，以新奇費米子研究為例，利用客觀數(shù)據(jù)來分析我國重大科技進展是否確實發(fā)揮了開創(chuàng)作用，是否引領(lǐng)了新的方向。選擇新奇費米子作為實證分析對象的原因在于，我國中科院物理研究所近幾年在新奇費米子研究領(lǐng)域持續(xù)取得突破。幾乎同一時間段，中科院物理所團隊、普林斯頓大學(xué)
世界科技研究與發(fā)展 2018年5期2018-08-13
- Bogoliubov-de Gennes對角化與Schur分解方法的等價性
子算符對初始的費米子算符的展開系數(shù)只相差一個常數(shù)相因子. 所以，最后的結(jié)論是BdG對角化跟Schur分解兩種方法是等價的.BdG對角化方法； Schur分解； Majonara費米子； 粒子-空穴對稱； 拓撲絕緣體求解一個哈密頓量的本征值和本征函數(shù)，人們通常采用的數(shù)值計算方法是Bogoliubov-de Gennes(BdG)對角化方法[1-4]. 問題是在某些情況下該方法可能需要擴大自由度的維數(shù)[5]，從而產(chǎn)生偽態(tài). Kitaev[6]在2000年提出一
華南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2017年6期2018-01-11
- “天使粒子”的前世今生
運動）馬約拉納費米子，引起科學(xué)界的廣泛關(guān)注。該成果由加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校何慶林、王康隆課題組和美國斯坦福大學(xué)教授張首晟課題組、上?？萍即髮W(xué)寇煦豐課題組等多個研究團隊共同完成，論文通訊作者為何慶林、寇煦豐、張首晟、王康隆。2010年到2015年，張首晟團隊連續(xù)發(fā)表3篇論文，預(yù)言了實現(xiàn)馬約拉納費米子的體系及用以驗證的實驗方案。王康隆團隊等依照他的理論預(yù)測，成功發(fā)現(xiàn)了馬約拉納費米子存在的“鐵證”。諾貝爾獎獲得者Frank Wilczek評價這項工作時說:“張
科學(xué)中國人 2017年25期2018-01-05
- “天使粒子”光芒綻放
子又分為兩種：費米子和玻色子，分別以美國物理學(xué)家費米和印度物理學(xué)家玻色的名字命名。東方西方哲學(xué)家都認為，人類似乎生活在一個充滿正反對立的世界：有正數(shù)必有負數(shù)，有存款必有負債，有陰必有陽，有善必有惡，有天使必有惡魔。1928年，偉大的理論物理學(xué)家狄拉克作出驚人的預(yù)言：宇宙中的每個基本粒子都有一個與其對應(yīng)的反粒子——電荷相反的“雙胞胎”。當粒子與反粒子相遇時，它們會湮滅，同時釋放出一股能量。果然，幾年后第一個反物質(zhì)——電子的反粒子被發(fā)現(xiàn)。從此以后，宇宙中有粒子
科學(xué)中國人 2017年25期2018-01-05
- 探索神秘的“天使粒子”
到 “馬約拉納費米子”，而是將之稱為“馬約拉納費米子?！保蛔种?，大有文章。以下援引張首晟教授發(fā)表在2017年07月27日《 人民日報 》22版上的署名文章，以正視聽。我們所探求的方程式就是大自然的詩歌。這是一首很美的詩。當我們遇到這些濃縮精粹的結(jié)構(gòu)時，我們就會有美的感受……當實驗數(shù)據(jù)、自然現(xiàn)象等等客觀因素與科學(xué)家的主觀情感在一個更高層次上達到和諧統(tǒng)一的時候，科學(xué)就和藝術(shù)一樣獲得了美感?！杂凇犊茖W(xué)中國人》雜志對張首晟教授的采訪，詳見2012年第24
科學(xué)中國人 2017年25期2018-01-05
- “高深”費米子背后的“簡單”科學(xué)
觀測到三重簡并費米子，為固體材料中電子拓撲態(tài)研究開辟了新的方向。外界評價這次發(fā)現(xiàn)具有重大意義—打破常規(guī)分類的新型費米子研究，對于深入理解基本粒子性質(zhì)具有重要意義。更為難得的是，該項研究從理論預(yù)言、樣品制備到實驗觀測的全過程都由我國科學(xué)家獨立完成。這個吸引全世界目光的成果出自中科院物理所一群年輕的科學(xué)家。翁紅明、錢天、石友國是這個團隊的骨干成員，他們來自不同的省市，學(xué)著不同的專業(yè)。但是，他們又有著同樣的經(jīng)歷，比如都在90年代中后期進入大學(xué)，在21世紀初留學(xué)日
創(chuàng)新時代 2017年11期2017-12-11
- 天使粒子
本的單位，分為費米子和玻色子兩種。1928年，英國理論物理學(xué)家保羅·狄拉克（P.A.M.Dirac）預(yù)言：宇宙中每一個基本費米粒子必然有相對應(yīng)的反粒子。這一理論曾被視為真理。1937年，意大利理論物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納（E.Majorana）預(yù)言了存在這樣一種粒子——反粒子就是其本身，即馬約拉納費米子。目前的基本粒子中，除了仍缺乏本質(zhì)了解的中微子外，尚無已知的馬約拉納費米子?？茖W(xué)家一直試圖通過實驗尋找馬約拉納費米子，并在近五年內(nèi)發(fā)現(xiàn)了馬約拉納費米子存在的
中國科技術(shù)語 2017年5期2017-11-06
- 關(guān)于量子力學(xué)—經(jīng)典力學(xué)—相對論力學(xué)的統(tǒng)一性理論可行性研究（續(xù)11）
了粒子自旋，即費米子和玻色子的背后原因。文中并對外爾費米子及馬約拉納費米子的成因及可能的發(fā)展遠景作了探討。概述本文繼續(xù)對《關(guān)于量子力學(xué)-經(jīng)典力學(xué)-相對論力學(xué)的統(tǒng)一性理論可行性研究》一文作拓展研究，文章分為四部分。第一部分，題解了三合一量子軌道方程，其中，發(fā)射能量后的軌道，正與零點能理論相一致，這說明，在量子力學(xué)中，雖然粒子的能量是通過諧振子，一份一份發(fā)出去的，但諧振子與諧振子之間是連續(xù)的，通過零點能的橋梁作用，使粒子既有粒子性，又有波動性，這就從根本上證明
科學(xué)家 2017年19期2017-10-27
- 致敬！張首晟破解物理學(xué)界80年難題，楊振寧稱其遲早會獲諾獎
已發(fā)現(xiàn)馬約拉那費米子，驗證了80年前提出的預(yù)測——存在一類沒有反粒子的粒子，從而結(jié)束了對這一神秘粒子的漫長追尋。張首晟1963年生于上海，2007年，他發(fā)現(xiàn)的“量子自旋霍爾效應(yīng)”被《科學(xué)》雜志評為當年“全球十大重要科學(xué)突破”之一，他還包攬了物理學(xué)界所有重量級獎項（歐洲物理獎、美國物理學(xué)會巴克萊獎、國際理論物理學(xué)中心狄拉克獎、尤里基礎(chǔ)物理學(xué)獎和富蘭克林獎?wù)拢?。他多年被湯森路透預(yù)測會得到諾貝爾獎，導(dǎo)師楊振寧評價其“獲得諾貝爾獎只是時間問題”。張首晟將馬約拉那費
意林·作文素材 2017年17期2017-10-19
- 正反同體的“天使粒子”
jorana）費米子，為持續(xù)了整整80年的科學(xué)探索畫上了圓滿的句號。從2010年到2015年，斯坦福大學(xué)的張首晟團隊連續(xù)發(fā)表三篇論文，精準預(yù)言了實現(xiàn)馬約拉納費米子的體系及用以驗證的實驗方案。加州大學(xué)洛杉磯分校的王康隆等實驗團隊依照張首晟的理論預(yù)測，成功發(fā)現(xiàn)了手性馬約拉納費米子。這顆粒子的發(fā)現(xiàn)將引發(fā)新一輪電子計算革命?；玖Ｗ邮鞘裁丛谖锢韺W(xué)領(lǐng)域，構(gòu)成物質(zhì)最小、最基本的單位被稱為“基本粒子”。它們是在不改變物質(zhì)屬性前提下的最小體積物質(zhì)?；玖Ｗ佑址譃閮煞N：費米
中國經(jīng)濟報告 2017年9期2017-09-18
- 馬約拉納費米子-量子點雜化系統(tǒng)輸運性質(zhì)的研究
01)馬約拉納費米子-量子點雜化系統(tǒng)輸運性質(zhì)的研究毛 祥, 吳紹全*(四川師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院， 四川 成都 610101)從理論上研究馬約拉納費米子-量子點雜化系統(tǒng)的輸運性質(zhì).基于廣義主方程方法,計算通過此系統(tǒng)的電流、微分電導(dǎo)和Fano因子.計算結(jié)果表明:馬約拉納費米子與量子點中電子的耦合導(dǎo)致系統(tǒng)的零偏置反常,而2個馬約拉納費米子的耦合壓制系統(tǒng)的零偏置反常.馬約拉納費米子； 零偏置反常； 主方程方法； 微分電導(dǎo)； Fano因子在最近幾年，針對拓撲
四川師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2017年4期2017-09-15
- 中國科學(xué)家首次觀測到三重簡并費米子
效應(yīng)”、“外爾費米子”之后，最近中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）的科研團隊在拓撲物態(tài)研究領(lǐng)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(tài)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(yù)言在一類具有碳化鎢晶體結(jié)構(gòu)的材料中存在三重簡并的電子態(tài)，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(dǎo)博士生馮子力迅速制備出碳化鎢家族中的MoP
科學(xué)24小時 2017年9期2017-09-12
- 天使粒子
ajorana費米子的存在。這一發(fā)現(xiàn)，驗證了由意大利理論物理學(xué)家Ettore Majorana在80年前提出的預(yù)測——存在一類沒有反粒子的粒子。同時也證明了存在一種比量子還小的單位，這將對現(xiàn)在的量子理論帶來巨大的改變。80年漫長的尋覓1928年，英國理論物理學(xué)家保羅·狄拉克（Paul Adrie Maurice Dirac）提出了著名的狄拉克方程式。這一發(fā)現(xiàn)，從理念上預(yù)言了正電子的存在，狄拉克提出：宇宙中每一個基本粒子必然有相對應(yīng)的反粒子。1932年，美國
大眾科學(xué) 2017年8期2017-09-08
- “三重簡并費米子”的特點和發(fā)現(xiàn)的意義
傳統(tǒng)分類的新型費米子——三重簡并費米子，為固體材料中電子拓撲態(tài)研究開辟了新的方向。該發(fā)現(xiàn)從理論預(yù)言、樣品制備到實驗觀測的全過程，均由中國科學(xué)家獨立完成。組成宇宙的基本粒子可分為玻色子和費米子。費米子是自旋量子數(shù)為半整數(shù)的基本粒子，遵從泡利不相容原理，即一個量子態(tài)只能被一個粒子所占據(jù)。量子場論和相對論告訴我們，宇宙中遵守費米統(tǒng)計的費米子只可能有三種，即有質(zhì)量的狄拉克費米子、無質(zhì)量的具有相反手性的外爾費米子、正反粒子相同的馬約拉納費米子。在特定條件下，一個帶有
中國科技術(shù)語 2017年4期2017-09-07
- 什么是“天使粒子”？
的手性馬約拉納費米子模式》（Chiral Majorana Fermion Modes in a Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Structure），論文的標題讀起來或許有些拗口，但它所展示的是通過凝聚態(tài)物理學(xué)技術(shù)，一種新的手段，模擬出了一種僅僅在理論中存在的奇異粒子。1928年，英國物理學(xué)家保羅·狄拉克（Paul Dirac）將量子力學(xué)的基礎(chǔ)——薛定諤方程進行推廣，使之與狹義相對論相容，提
三聯(lián)生活周刊 2017年34期2017-08-24
- 你丫超導(dǎo)，我壓超導(dǎo)
ajorana費米子。FIG.1 拓撲絕緣體特性與潛在應(yīng)用的示意圖 (from Nano Lett.,2014,14:3779)。電子結(jié)構(gòu)特征和表面態(tài)輸運特性一覽無遺。Majorana費米子的登場牽涉到物理學(xué)的終極學(xué)問。物理學(xué)認定物質(zhì)與反物質(zhì)的C對稱性。宇宙中，一種粒子一定存在另一種特定物性相反的粒子，以電子和正電子的發(fā)現(xiàn)而引人入勝。宇宙大爆炸之所以形成如今的星際形態(tài)，皆因物質(zhì)反物質(zhì)發(fā)生對稱性破缺（這可是場論者為數(shù)很少的從凝聚態(tài)物理學(xué)去的概念）使得正物質(zhì)比
物理學(xué)進展 2017年2期2017-04-21
- 夸克膠子等離子體的有效勢能
算了在背景場中費米子有效勢能的領(lǐng)頭階貢獻，重點討論了背景場的引入以及費米子的質(zhì)量、化學(xué)勢對有效勢能的影響。背景場；質(zhì)量；化學(xué)勢；有效勢能1 引言在由哈密頓量H和由粒子數(shù)算符Ni描述的系統(tǒng)里，密度矩陣是平衡統(tǒng)計力學(xué)的基本研究對象，其中β=1/T。除此之外，巨正則配分函數(shù)Z= Z( V, T,μ1,μ2,)是熱力學(xué)當中最重要的物理量，通過這一物理量，我們可以得到系統(tǒng)在無限大體積極限下的所有熱力學(xué)性質(zhì)，形式為其中，P為壓強，N為粒子數(shù)，S為熵。在漸近自由的極限下
廣西物理 2016年2期2017-01-18
- 費米子隧穿輻射研究
26001)?費米子隧穿輻射研究陳兵兵(四川民族學(xué)院數(shù)學(xué)系，四川康定 626001)本文在對標量粒子和矢量粒子隧穿輻射研究的基礎(chǔ)上探討了費米子的隧穿輻射。首先對霍金輻射研究作了綜述，然后討論了狄拉克方程，利用WKB近似，研究了二維時空中費米子的隧穿輻射，通過對隧穿率的討論，最后求得黑洞的霍金溫度。研究結(jié)果表明：黑洞的霍金溫度同樣可以通過費米子的隧穿行為得到。二維時空；費米子；狄拉克方程霍金利用彎曲時空的量子觀點證明了黑洞存在熱輻射現(xiàn)象[1]，在此基礎(chǔ)上，人
長春師范大學(xué)學(xué)報 2016年10期2016-12-13
- 馬約拉納費米子的特性及其發(fā)現(xiàn)的意義
子——馬約拉納費米子（Majorana fermion）的論文。在物理學(xué)領(lǐng)域，基本粒子有兩大家族：費米子家族（如電子、質(zhì)子）和玻色子家族（如光子、介子），分別以物理學(xué)家費米和玻色的名字命名。一般認為，每一種粒子都有它的反粒子，費米子和它的反粒子就像一對長相一模一樣但脾氣完全相反的雙胞胎兄弟，兩兄弟一見面就“大打出手”，產(chǎn)生的能量甚至?xí)屗鼈兯查g湮滅。然而在1937年，意大利物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納預(yù)言，自然界中可能存在一類特殊的費米子，其反粒子不但和自己長
中國科技術(shù)語 2016年4期2016-11-19
- 半狄拉克費米子勢壘透射系數(shù)的計算
51）半狄拉克費米子勢壘透射系數(shù)的計算胡靖1程鯤2黃備兵2*（1.鹽城工學(xué)院 電氣工程學(xué)院，江蘇鹽城 224051；2.鹽城工學(xué)院 數(shù)理學(xué)院，江蘇鹽城 224051）通過求解半狄拉克費米子勢壘問題的定態(tài)薛定諤方程，得到了半狄拉克費米子的透射系數(shù)與其入射到勢壘方向之間的關(guān)系。本文分別計算了勢壘在 x和 y方向上半狄拉克費米子的透射系數(shù)。這些結(jié)果表明半狄拉克費米子可以同時展現(xiàn)單層和雙層石墨烯的勢壘透射行為，為研究半狄拉克費米子的輸運行為提供了有價值的理論參考。
中國科技縱橫 2016年19期2016-11-19
- “幽靈粒子”外爾費米子
究團隊的“外爾費米子研究”入選其中。外爾費米子是科學(xué)家追逐了近一個世紀的“幽靈粒子”。如果告訴你，利用這種神秘莫測的外爾費米子，手機充一次電就能用個一年半載，你相信嗎？1929年，德國科學(xué)家赫爾曼·外爾最先提出，微觀世界存在一類性質(zhì)特殊的粒子，這種粒子沒有質(zhì)量，具有左旋和右旋兩種不同的屬性。后來科學(xué)家稱之為“外爾費米子”（費米是意大利物理學(xué)家）。由于其特殊的物理性質(zhì)，外爾費米子極有可能給集成電路等領(lǐng)域帶來重大變革。然而經(jīng)過近一個世紀的研究和探索，到2015
初中生學(xué)習(xí)·低 2016年6期2016-05-14
- “幽靈粒子”
究團隊的“外爾費米子研究”入選其中。外爾費米子是科學(xué)家追逐了近一個世紀的“幽靈粒子”。如果告訴你，利用這種神秘莫測的外爾費米子，手機充一次電就能用個一年半載，你相信嗎？“幽靈粒子”的發(fā)現(xiàn)之旅1929年，德國科學(xué)家赫爾曼·外爾最先提出，微觀世界存在一類性質(zhì)特殊的粒子，這種粒子沒有質(zhì)量，具有左旋和右旋兩種不同的手性。后來科學(xué)家稱之為“外爾費米子”（費米是意大利物理學(xué)家）。由于其特殊的物理性質(zhì)，外爾費米子極有可能給集成電路等領(lǐng)域帶來重大變革。然而經(jīng)過近一個世紀的
中學(xué)科技 2016年2期2016-03-07
- “物質(zhì)宇宙”驚現(xiàn)新粒子
子——Ⅱ型威爾費米子。研究人員推斷，這種粒子存在于二碲化鎢中。他們將之比作“物質(zhì)宇宙”，因為它包含幾種不同的粒子，這些粒子有的就存在于我們的宇宙中，其他的可能只存在于某些特別的晶體中。 這種新發(fā)現(xiàn)的粒子是威爾費米子的表親，也是標準量子場論的粒子之一。該項研究由普林斯頓大學(xué)物理系副教授B.安德烈·百奈威、瑞士蘇黎世聯(lián)邦技術(shù)研究所的馬提亞·特耶羅和阿列克謝·索盧亞諾夫以及中國科學(xué)院物理研究所的戴希牽頭，團隊成員有普林斯頓大學(xué)博士后研究助理王志軍和瑞士蘇黎世聯(lián)邦
飛碟探索 2016年2期2016-02-18
- 隱藏80年的“馬約拉納粒子”為何現(xiàn)身上海
觀測到馬約拉納費米子的依據(jù)，主要是基于其能量為零這一特點。而上海交通大學(xué)賈金鋒團隊不僅研究能量為零，還將注意力放在了馬約拉納費米子具有自旋特性這一關(guān)鍵點上，因而研究結(jié)論更有說服力。2016年6月22日，《物理評論快報》（Physical Review Letters）在線發(fā)表了上海交通大學(xué)賈金鋒團隊的研究報告，通過獨特的材料學(xué)方法和探測儀器，賈金鋒團隊觀察到了馬約拉納費米子存在的直接證據(jù)——自旋極化電流現(xiàn)象，這是物理學(xué)家在1937年做出預(yù)言后，實驗室里頭一
中國學(xué)術(shù)期刊文摘 2016年14期2016-02-13
- “晶體宇宙”中的神秘粒子：外爾費米子
神秘粒子：外爾費米子萬賢綱，王強華南京大學(xué)物理學(xué)院與人工微結(jié)構(gòu)科學(xué)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心在相對論量子力學(xué)框架下的標準模型中，基本粒子有費米型和玻色型兩大類。而費米子又可進一步分為三種，即外爾費米子（無質(zhì)量）、狄拉克費米子（有質(zhì)量），和馬約拉那費米子（為其自身的反粒子）。這里質(zhì)量指靜止質(zhì)量（下同）。大多數(shù)費米子都是狄拉克費米子，如夸克和輕子，以及它們的反粒子。外爾費米子由于沒有質(zhì)量，具有對狄拉克費米子來說額外的守恒量或好量子數(shù)，即手征：動量方向與自旋方向平行的稱為
物理學(xué)進展 2015年5期2015-10-31
- 具有自旋軌道耦合的冷原子費米氣中的拓撲超流和FFLO超流*1
ajorana費米子.自旋軌道耦合；拓撲超流；Majorana費米子；FFLO超流0 引 言最近幾年，冷原子物理實驗取得了突破性的進展，實驗人員先后實現(xiàn)了多種凝聚態(tài)強關(guān)聯(lián)體系的模擬，如費米超流、Hubbard模型[1]等.但是由于原子是中性粒子，所以利用冷原子模擬帶電粒子在電磁場中的運動一直是件困難的事.不過自2009年以來，美國國家標準局的Spielman小組根據(jù)雙光子拉曼耦合方案，先后實現(xiàn)了人造規(guī)范場、自旋軌道耦合的玻色-愛因斯坦凝聚體[2].隨后,山
浙江師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2015年2期2015-08-18
- 關(guān)于馬約拉納準粒子量子態(tài)變換問題的研究
介紹了馬約拉納費米子及其性質(zhì);然后引入量子態(tài)的Bloch球表示以及轉(zhuǎn)動算符,通過量子操控技術(shù)實現(xiàn)量子態(tài)繞z軸的任意角旋轉(zhuǎn)及繞xoy平面的任意軸π旋轉(zhuǎn);最后通過數(shù)學(xué)方法證明了2個和4個馬約拉納粒子與量子點構(gòu)成的體系不能實現(xiàn)繞x軸和y軸旋轉(zhuǎn)任意角。馬約拉納準粒子; Bloch球; 量子點; 轉(zhuǎn)動算符0 引 言量子力學(xué)是21世紀的兩大理論物理支柱之一,基于量子力學(xué)發(fā)展起來的量子信息科學(xué)是當前的研究熱點。量子信息是關(guān)于量子系統(tǒng)“狀態(tài)”所帶有的物理信息,它是計算機、
浙江理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2015年1期2015-05-08
- 中科院首次發(fā)現(xiàn)具有“手性”的電子態(tài)——Weyl費米子
態(tài)——Weyl費米子中國科學(xué)院物理研究所的研究人員在世界上首次發(fā)現(xiàn)了具有“手性”的電子態(tài)——Weyl費米子。1929年，德國科學(xué)家H. Weyl指出，無“質(zhì)量”（即線性色散）電子可分為左旋和右旋2種不同“手性”，這就是Weyl費米子。但長期以來，人們從未在實驗中觀測到Weyl費米子。2014年，中科院物理所的研究人員首次預(yù)言在TaAs、TaP、NbAs和NbP等材料體系中可實現(xiàn)2種“手性”電子的分離。研究人員首先制備出了具有原子級平整表面的大塊TaAs晶體
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2015年15期2015-03-09
- 美國科學(xué)家宣稱找到馬約拉納費米子
馬約拉納費米子是一種由物質(zhì)和反物質(zhì)組成的神秘粒子，已經(jīng)困擾了物理學(xué)家80年。美國科學(xué)家近日宣布，他們已經(jīng)找到了這種神秘莫測的粒子，這不僅有助于量子計算機的研制，還有助于科學(xué)家們進一步弄清暗物質(zhì)的性質(zhì)。物理學(xué)家們認為，每個粒子都有自己的反粒子，它們的質(zhì)量相同，但電性相反。馬約拉納費米子卻是個例外，其反粒子就是自身，而且呈電中性。物理學(xué)家們認為，當物質(zhì)和反物質(zhì)相互碰撞時，它們會相互湮滅。但1937年，意大利理論粒子物理學(xué)家埃托雷·馬約拉納提出，可能存在著一種由
科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2014年30期2014-12-24
- 有限溫度電子星
,引力場與帶電費米子相互作用的模型,與 Hartnoll, Petrov 所建立的模型[1]不同,我們考慮了hawking效應(yīng),認為這些帶電粒子滿足有限溫度的熱力學(xué)分布。通過計算,我們發(fā)現(xiàn)這樣的模型,其帶電粒子n,ρ,p分布呈殼層結(jié)構(gòu),且運動方程組不允許一個極端黑洞解的出現(xiàn),這可作為弱引力猜測的一個例子。電子星 弱引力猜測凝聚態(tài)理論當前面臨的一個挑戰(zhàn)是,在2+1d時空中有限密度費米子與無能隙的玻色激發(fā)(自選密度波,臨界規(guī)范場)是如何相互作用的[2][3][
中國科技縱橫 2014年8期2014-12-08
- 費米子在雙荷黑環(huán)中的隧穿特征
637009)費米子在雙荷黑環(huán)中的隧穿特征陳德友(西華師范大學(xué)理論物理研究所， 四川南充637009)討論了費米子在五維雙荷黑環(huán)中的隧穿特征. 通過拖曳坐標變換將五維降為四維，在拖曳坐標系中對費米子隧穿輻射進行研究.結(jié)果表明，四維時空中同樣可以得到五維黑環(huán)的霍金溫度.黑環(huán)；隧穿特征；費米子0 引言反常取消方法為霍金輻射的研究提供了一種新途徑.[1-2]該方法考慮到真空視界附近的量子性質(zhì)，通過降維技術(shù)將任意維降為二維，然后，對二維時空進行討論得到霍金輻射流.
四川文理學(xué)院學(xué)報 2014年2期2014-07-24
- 一維費米原子系統(tǒng)中的拓撲超流和Majorana費米子*
ajorana費米子*高先龍, 陳 捷， 陳阿海(浙江師范大學(xué) 數(shù)理與信息工程學(xué)院,浙江 金華 321004)通過數(shù)值求解Bogoliubov de Gennes方程，研究了具有自旋軌道耦合作用的一維費米晶格系統(tǒng)的性質(zhì).結(jié)果表明:在有限的自旋軌道耦合下和一定的磁場強度時，系統(tǒng)具有零能,此時的準粒子即為Majorana費米子.準無序效應(yīng)研究表明，Majorana費米子不會被弱準無序所破壞.拓撲超流；光晶格；Majorana費米子;零能；準無序0 引 言自19
浙江師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2013年4期2013-10-25
- 光學(xué)晶格中一維排斥費米氣體的超流特性
了利用激光囚禁費米子氣體來模擬凝聚態(tài)理論中的一些理論模型［1］，如Hubbard模型.由于光學(xué)晶格的結(jié)構(gòu)以及冷原子間相互作用的可調(diào)節(jié)性，使光學(xué)晶格中的費米子氣體非常適合用于研究強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的各種特性，這就使得在實驗上研究Hubbard模型的強關(guān)聯(lián)行為成為可能，進而成為研究高溫超導(dǎo)體的超導(dǎo)機理的簡單模型.由于形成庫伯對需要費米子之間有等效的吸引作用，因而人們對吸引作用的費米氣體超流做了大量的研究［2－4］，但是實際上粒子間的排斥相互作用也有可能產(chǎn)生等效的吸引相
山西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2013年2期2013-10-23
- 物質(zhì)的第六態(tài)
秘的新狀態(tài)——費米子冷凝態(tài)。玻色子和費米子在介紹費米子冷凝態(tài)之前，必須了解兩個問題，第一個是關(guān)于玻色子和費米子的區(qū)別，另一個是什么是玻色一愛因斯坦冷凝態(tài)。首先，介紹一下玻色子和費米子。一般人對于這兩個概念并不熟悉。當談到物質(zhì)的粒子時，人們首先想到的是原子、電子、光子等。其實任何物質(zhì)的粒子都可以歸為兩類：玻色子或費米子。玻色子和費米子的區(qū)別體現(xiàn)在“自旋”這個量子力學(xué)的特性上，自旋量子數(shù)為整數(shù)的粒子為玻色子，而自旋量子數(shù)為半整數(shù)的粒子為費米子。這種自旋的差異造
百科知識 2008年17期2008-09-12