知乎日報：怎麼看待我國科學家捕捉到幽靈粒子這件事？

　　記者同志科學素養有待提高呀，很多概念都沒弄清楚。

　　首先新聞中提到捕獲到了幽靈粒子，其實就是 Weyl 費米子，但是其實也不是 Weyl 費米子而是具有 Weyl 費米子特性的準粒子。捕獲這個詞也不恰當，應該是發現了具有 Weyl 費米子特性的 electronic crystal。

　　費米子是滿足費米狄拉克統計的粒子，是許多種粒子的統稱。一般的費米子有電子，質子。但是費米子的特性可以用一些宏觀體系的集體激發態來代替，這就屬於凝聚態物理的範疇。凝聚態體系的研究也圍繞着“基本粒子”展開——某種材料的激發態在量子化後往往可以近似看做獨立運動的“準粒子”。

　　其次，什麼是 Weyl 費米子。Weyl 費米子是 Weyl 提出的滿足三維 Dirac 方程的一類粒子，它具有特定手性，質量為零。曾經有段時間認為 Weyl 費米子就是中微子，後來證明不是的。因為中微子有質量，而 Weyl 費米子沒有質量。另外一種等效電子質量為零的材料就是大名鼎鼎的 graphene 了，也就是石墨烯。但是與石墨烯不一樣的是，這次實現的是一種三維的體材料，而石墨烯是一種二維材料，這樣它的實用性可能更強。

　　再次，Weyl 費米子的發現有什麼意義呢?由於這種費米子等效電子質量為零，那麼就能極大提高電子的傳輸效率，這個有點跟石墨烯是一樣的。另外一個優點就是它具有拓撲保護的特性，所以魯棒性更強，這在量子計算機中可以大展拳腳。

　　其實我本身是搞電磁波的，與這篇文章同時發出的還有一篇 Science 文章，做的工作是在光子晶體中實現了 Weyl point。這個結構是一個雙螺旋二十四面體結構。

　　光子晶體方向是由凝聚態物理演變過來的。所做的事情是用電磁波的宏觀態來模擬一些基本粒子的特性。要説 Weyl point 就要先説説 dirac point。dirac point 是針對二維光子晶體的，它的能帶結構一個 dirac 錐，錐的交點就是 dirac point，見下圖的 T 點。Weyl point 是針對三維光子晶體，可以説是 dirac point 的升級版。

　　dirac point 有一些很有意思的性質，比如，dirac point 處的有效介電常數和磁導率是為零的，也就是零折射率材料。我猜三維的 Weyl point 也會有類似的特性。

　　上面所示的三維光子晶體的能帶結構如下：

　　可以看到在兩個高亮的綠點就是 Weyl point。

　　Weyl point 的實現，可以説為以後三維光學拓撲絕緣體的實現打開了一條道路。因為拓撲絕緣體實際上就是在 Weyl point 的基礎上引入某些不對稱性，來使其能帶打開一個單向的通道。

　　這個工作分別被兩個組獨立完成，一個是普林斯頓大學裏的一個組，另外一個組就是中科院的 Hongming Weng 組。兩篇文章都提交到了 Science，但是最終，來自中國的工作被拒了。我覺得可能是因為 Science 編輯較先接收到普林斯頓大學的工作，而兩個工作又很相似，所以不好同時發表，所以拒了中科院的工作。但是這也不能否認這個工作的重要性，這個工作最終發表在了 PRX 上面。我看到國外媒體報道的時候，也會提到中國的工作，説這兩者是同時獨立完成的。

　　另外，這個工作絕不是騙經費。我不知道為什麼網友只要一看到來自中國的科研工作就會做一些很負面的評價，看到來自其他國家，特別是美國的，就會説美帝是人類的希望。

　　不可否認，中國的科研起步叫慢，在很多方面都跟其他發達國家有些差距。但是中國人非常善於學習，特別是在一些前沿科學上面，是有很重要的地位的，很領先的。中國科學家在近十年有着長足的進展，所以要有信心，要多鼓勵而不是諷刺。

　　看了一些報道，媒體工作者的關注點竟然是這東西能不能讓手機待機時間變長。雖然説理論上確實能夠提高手機的待機時間，但是這個不是重點呀。不過也感謝他們這麼説，現在把這個工作炒得很熱。