https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.041057
半狄拉克费米子于2008年被科学家预言存在。这种准粒子在一个方向上移动时没有质量,
在另一个方向上却有质量。宾州大学在半金属材料晶体ZrSiS中首次观测到它。
根据相对论,以光速运动的物体没有质量。然而在固体材料中,许多粒子的集体行为可能
与单粒子行为不同。
宾大团队在佛州国家高磁场实验室进行实验。该实验室的混合磁铁是世界最强持续磁场,
比地磁强 90万倍。科学家将ZrSiS冷却至 -452°F,然后将其暴露在磁场中,同时用红外
光照射后观察到晶体中蓝道能阶跃迁的能量遵循B^2/3幂律,这是半狄拉克费米子特征。
分析表明,电子路径交叉点处存在半狄拉克费米子。它们在线性路径上移动时看起来无质
量,在垂直方向上移动时有质量。
ZrSiS是层状材料,一旦弄清楚如何对此晶体进行单层切割,就可以利用半狄拉克费米子
的力量,像石墨烯一样利用它。