团队合影

2015年12月11日，英国物理学会主办的《物理世界》（Physics World）公布“2015年十大突破”，中科院物理所研究团队的“外尔费米子研究”入选其中。外尔费米子（Weylfermions）是一种无质量且具有“手性”的电子，未来将可能在量子计算机、低能耗器件等方面有重要应用。

1929年德国科学家外尔Weyl提出——存在一种无“质量”的可以分为左旋和右旋两种不同“手性”的电子，这种电子被称为“外尔费米子”。但是80多年来，科学家们一直没有能够找到合适的材料，可在实验中观测到外尔费米子的存在。

通过对拓扑半金属材料进一步的深入研究，中科院物理所方忠团队预言了在TaAs等材料体系中可实现两种“手性”电子的分离，并且这一系列材料更利于实验测量验证。随后国内外多个研究组开始了竞赛般的实验验证工作。2015年初物理所实验团队成功在TaAs晶体中发现了这类特殊的电子，外尔费米子终于第一次展现在科学家面前。此外普林斯顿大学的研究团队也做了相似的工作，MIT的研究团队则在光子晶体中观测到了外尔费米子的行为。

具有“手性”外尔费米子的半金属能实现低能耗的电子传输，有望解决当前电子器件小型化和多功能化所面临的能耗问题，同时外尔费米子具有拓扑稳定性，可以用来实现高容错的拓扑量子计算。

《物理世界》“年度十大突破”自2009年发布以来，在学术界具有重要权威性，入选的科学研究要符合：具有至关重要性；对科学知识有显著推进；理论与实验具有紧密联系；为所有物理学家普遍关注等条件。