​一种特殊的基本粒子，外尔（Weyl）费米子，几年前被首次发现。Weyl费米子的特点是：Weyl费米子以一种有序的方式在材料中移动，几乎不让它们相互碰撞，因此非常节能。这为未来的电子产品开辟了有趣的可能性。到目前为止，Weyl费米子只在某些非磁性材料中被发现。然而现在，保罗舍勒研究所（PSI）的科学家们第一次在实验中证明了Weyl费米子存在于另一种物质中：

一种具有固有慢磁涨落的顺磁性体，这一发现还表明，利用小磁场操纵Weyl费米子是有可能的，这可能使它们在自旋电子学中得到应用，这是一项很有前景的电子新计算机技术发展，其研究成果2019年7月12日发表在《科学进展》上。在可能为未来节能电子铺平道路的方法中，Weyl费米子可能会扮演一个有趣的角色。在实验中只在物质内部发现了所谓的准粒子，它们的行为就像没有质量的粒子。

数学家赫尔曼·外尔(Hermann Weyl)在1929年从理论上做出了预测。但PSI的科学家们直到2015年才有了实验发现证明了外尔的预测。到目前为止，Weyl费米子只在某些非磁性材料中被观察到。然而现在，PSI的一组科学家与美国、中国、德国和奥地利研究人员也在一种特定的顺磁性物质中发现了它们。这一发现可能使未来计算机技术中Weyl费米子的潜在应用更进一步。

寻找慢磁涨落

PSI的博士后研究员、这项新研究的第一作者马军章(音译)说：最难的部分，是找到一种合适的磁性材料，在其中寻找这些Weyl费米子。多年来，尽管公认的理论假设是，在某些磁性材料中，Weyl费米子可以独立存在，但尽管全球几个研究小组做出了相当大的努力，这方面的实验证据仍然缺乏。PSI的科学家团队于是有了一个想法，将注意力转向一组特定的磁性材料：具有慢磁涨落的顺磁性材料。在特定的顺磁性材料中，这些固有的磁涨落足以产生一对Weyl费米子。

但波动必须足够慢，才能出现Weyl费米子，从那时起，确定哪些物质具有足够慢的磁涨落，就成了研究人员的主要挑战。由于磁涨落的特征时间并不是每一种材料都能在参考文献中查到，所以研究人员花了一些时间和精力来寻找适合实验的材料。在PSI进行的理论物理模型分析也帮助确定了一个有希望的候选材料，该材料具有慢磁涨落：化学符号EuCd2As2:铕-镉-砷。事实上，在这种顺磁性材料中，科学家们能够通过实验证明Weyl费米子。

用介子和x射线测量

科学家们使用两个PSI大型研究设施进行实验：首先使用瑞士Muon源（SμS）来测量和更好地表征其材料的磁波动。随后在瑞士光源SLS用x射线光谱法观察了Weyl费米子。其证明的是：Weyl费米子可以存在于比之前认为更广泛的材料中。因此，研究大大拓宽了被认为是可行材料的范围，以寻找适合未来电子产品的材料。在一个叫做自旋电子学的发展领域，Weyl费米子可以被用来传输信息，其效率远远高于当今技术中电子传输信息的效率。博科园｜研究/来自：保罗舍勒研究所 | 参考期刊《科学进展》