作者： @杨发枝
任何一个对物理学前沿有所了解的人都知道Physical Review（《物理评论》）系列的期刊在物理学发展中的地位，尤其是Physical Review Letter，简称PRL，则更是很多物理人的梦想，当然也包括小编。而这个系列期刊的历史则可追溯至1893年，那年美国物理学家Edward Nichols在康奈尔大学创办了Physical Review期刊，主要发表物理学所有领域的独创研究和科学综述。1913年时美国物理学会（APS）接管了Physical Review期刊，以后它就逐渐成为物理学史上举足轻重的科学期刊。2018年则是Physical Review系列期刊的鼻祖Physical Review期刊创刊125周年的日子，美国物理学会为了纪念这一里程碑，从Physical Review系列期刊的论文历史中选出了49篇对物理学有重大意义的论文，和APS历史上有意义的事件一起列出了一个时间表，回顾整个物理学史上很多意义非凡的时刻。
2015年中科院物理所团队在固体中发现外尔费米子的工作入选了这49篇经典论文，也是国内唯一一篇入选文章。收录的这49篇经典论文里，大多数成果都已经获得诺贝尔奖，下面我们一起简单回顾一下物理学史上一些重要的时刻。（点击原文链接查看完整时间表）
1913年，密立根油滴实验测定电子电荷，密立根创造性地提出油滴实验测定电子电荷的大小，用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷，并因此获得1923年的诺贝尔物理学奖。
1923年，康普顿以《X射线受轻元素散射的量子理论》为题发表在Physical Review上的一篇文章提出了被称为康普顿散射的现象，展示了光的粒子特性，因此获得1927年诺贝尔物理学奖。
1933年，安德森发现正电子，开辟了反物质的研究领域，证实了狄拉克的理论预言，并因此获得1936年的诺贝尔物理学奖。
1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出一个佯谬来论证量子力学的不完备性，即著名的EPR佯谬，但实验中证实了量子力学的正确性，并导致了量子信息学的诞生。
1954年，杨振宁和米尔斯提出非阿贝尔规范场论，即杨-米尔斯理论，为标准模型的创建打下基础。
1956年，宇称不守恒被证实，杨振宁和李政道因此获得1957年的诺贝尔物理学奖。
1957年，巴丁、库珀和施里弗提出BCS理论解释了近50年悬而未决的超导现象，并因此获得1972年诺贝尔物理学奖。
1964年，Hohenberger， Kohn和Sham提出了密度泛函理论，是如今非常重要的计算模拟方法，Kohn因此获得1998年诺贝尔化学奖。
1964年，Englert和Higgs预言了现在称为"上帝粒子"的Higgs玻色子，解释了质量的起源，2013年Higgs获得诺贝尔物理学奖。
1971年威尔逊提出重整化群理论，如今已经是理论物理中重要的理论工具，并因而获得了1982年的诺贝尔物理奖。
1972年，He-3超流被发现，三人因此获得1996年诺贝尔奖。
1977年，Thouless等人提出了拓扑相和拓扑相变的概念，并因此获得2016年诺贝尔物理学奖。
1980年，量子霍尔效应被发现，冯·克利青因此获得1985年诺贝尔物理学奖。
1984年，准晶被发现，谢赫特曼因此获得2011年诺贝尔化学奖。
1985年，朱棣文等人发明了激光冷却原子技术，并获得1997年诺贝尔物理学奖。
1987年，朱经武等人发现钇钡铜氧（YBCO）超导体具有93K的超导转变温度。
1988年，Fert和Grünberg独立发现巨磁阻效应，并获得2007年诺贝尔物理学奖。
2007年，傅亮和Kane发表理论文章预言三维拓扑绝缘体的存在。
2016年，LIGO发现引力波，并因此获得2017年诺贝尔物理学奖。
2015年，中科院物理所团队在固体中发现外尔费米子。
我们来回顾一下Weyl费米子发现的经过。1928年，狄拉克提出了描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年，德国科学家外尔（Hermann Weyl）指出，当质量为零时，狄拉克方程描述的是一对重叠的具有相反手性的新粒子，即外尔费米子。这种神奇的粒子带有电荷，却不具有质量。2015年，中国科学院物理研究所翁红明、方忠、戴希及其合作者，通过第一性原理计算，首次理论预言TaAs家族材料是外尔半金属。随后，中科院物理所陈根富小组首先制备出了高质量TaAs晶体，丁洪小组利用上海光源"梦之线"ARPES实验站立即对TaAs（001）表面电子态进行了高精度测量，通过与翁红明、戴希、方忠紧密合作，结合第一性原理计算结果，证实了表面费米弧的存在，并且确定了费米弧与外尔点在（001）表面投影的连接方式，提供了TaAs材料外尔电子态的直接实验证据。随后，丁洪小组及其合作者进一步测量了TaAs体电子态，直接观测到外尔点及其附近的三维狄拉克锥，提供了进一步的实验证据。与此同时，陈根富小组通过精确的电输运测量，首次在TaAs单晶中观测到了由手性反常导致的负磁阻效应，进一步从输运的角度证明了外尔费米子的存在。至此以上一系列工作是自1929年外尔费米子被提出以来，首次在凝聚态物质中证实存在外尔费米子态，具有非常重要的科学意义。
"外尔费米子发现"也曾入选2015年英国《物理世界》"2015年十大突破"和美国物理学会（APS）评选的2015年物理学标志性进展。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。
拓展阅读：
"外尔费米子研究"入选英国《物理世界》"2015年十大突破"
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：中科院物理所
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