怎么看待我国科学家捕捉到幽灵粒子这件事？ 第1页

记者同志科学素养有待提高呀，很多概念都没弄清楚。

首先新闻中提到捕获到了幽灵粒子，其实就是weyl 费米子，但是其实也不是weyl费米子而是具有weyl费米子特性的准粒子。捕获这个词也不恰当，应该是发现了具有weyl费米子特性的electronic crystal。

费米子是满足费米狄拉克统计的粒子，是许多种粒子的统称。一般的费米子有电子，质子。但是费米子的特性可以用一些宏观体系的集体激发态来代替，这就属于凝聚态物理的范畴。凝聚态体系的研究也围绕着“基本粒子”展开——某种材料的激发态在量子化后往往可以近似看做独立运动的“准粒子”。

其次，什么是weyl费米子。Weyl费米子是Weyl提出的满足三维Dirac方程的一类粒子，它具有特定手性，质量为零。曾经有段时间认为weyl费米子就是中微子，后来证明不是的。因为中微子有质量，而weyl费米子没有质量。另外一种等效电子质量为零的材料就是大名鼎鼎的graphene了，也就是石墨烯。但是与石墨烯不一样的是，这次实现的是一种三维的体材料，而石墨烯是一种二维材料，这样它的实用性可能更强。

再次，weyl费米子的发现有什么意义呢？由于这种费米子等效电子质量为零，那么就能极大提高电子的传输效率，这个有点跟石墨烯是一样的。另外一个优点就是它具有拓扑保护的特性，所以鲁棒性更强，这在量子计算机中可以大展拳脚。

其实我本身是搞电磁波的，与这篇文章同时发出的还有一篇science文章，做的工作是在光子晶体中实现了weyl point。这个结构是一个双螺旋二十四面体结构。

光子晶体方向是由凝聚态物理演变过来的。所做的事情是用电磁波的宏观态来模拟一些基本粒子的特性。

双螺旋二十四面体结构元胞如下：

它的能带结构如下：

当打破它的i反转对称时（比如上图元胞中有一个缺陷），就会产生四个weyl points。

右边动量空间里面有四个weyl point。

三维的能带结构是这样的。

weyl point的实现可以为以后三维光学拓扑绝缘体的实现打开了一条道路。

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这个工作分别被两个组独立完成，一个是普林斯顿大学的团队，另外一个组就是中科院的Hong Ding组。两篇文章都提交到了science，但是最终，来自中国的工作被拒了。我觉得可能是因为science编辑较先接收到普林斯顿大学的工作，而两个工作又很相似，所以不好同时发表，所以拒了中科院的工作。但是这也不能否认这个工作的重要性。我看到国外媒体报道的时候，也会提到中国的工作，说这两者是同时独立完成的。

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另外，这个工作绝不是骗经费。我不知道为什么网友只要一看到来自中国的科研工作就会做一些很负面的评价，看到来自其他国家，特别是美国的，就会说美帝是人类的希望。

不可否认，中国的科研起步较慢，在很多方面都跟其他发达国家有些差距。但是中国人非常善于学习，特别是在一些前沿科学上面，是有很重要的地位的，很领先的。中国科学家在近十年有着长足的进展，所以要有信心，要多鼓励而不是讽刺。

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看了一些报道，媒体工作者的关注点竟然是这东西能不能让手机待机时间变长。虽然说理论上确实能够提高手机的待机时间，但是这个不是重点呀。不过也感谢他们这么说，现在把这个工作炒得很热。

References

1.Lu, Ling, John D. Joannopoulos, and Marin Soljačić. "Topological photonics."Nature Photonics 8.11 (2014): 821-829.

2.Lu, Ling, et al. "Weyl points and line nodes in gyroid photonic crystals."Nature photonics 7.4 (2013): 294-299.

3.Lu, Ling, et al. "Experimental observation of Weyl points." Science 349.6248 (2015): 622-624.

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