張首晟領導的斯坦福大學團隊就是理論預言出拓撲絕緣體和其量子自旋霍爾效應的兩個小組之一，並且和德國的實驗團隊合作第一次觀察到了這個效應。

拓撲絕緣體中的“拓撲”，指的是電子能帶的波函式在動量空間的拓撲性質，當這個拓撲性質處於一個特殊狀態時，能夠讓一個絕緣體的表面出現導電狀態，並且可以產生量子自旋霍爾效應，所以拓撲絕緣體和量子自旋霍爾效應其實是一個大成果，也是張首晟最重要學術成果。也正是因為這個成果，張首晟成為了這一代華人物理學家中離諾貝爾獎最近的一位。

當然由於Charles Kane和Eugene Mele做出這方面的理論預言要更早一年，張首晟的順位排在了二人之後。因為這項工作，張首晟、Kane和Mele一起幾乎拿遍了除諾貝爾物理學獎之外的各種理論物理獎。

義大利理論物理學家埃託雷·馬約拉那（Ettore Majorana）在1937年，從理論上提出了這樣的粒子存在，即我們今天所稱的馬約拉那費米子，它的反粒子就是它本身。但是不幸而且巧合的是，他在提出這種神奇粒子存在不久後，到巴勒莫乘船旅行中神秘失蹤，從此渺無音信。

從那時開始，這一神奇粒子成為了物理學家們無時不想追尋的夢中情人，困擾了物理學界整整80年。

張首晟把突破口轉向凝聚態物理。2017年7月，張首晟及其團隊在《科學》雜誌上發表了一項新發現，在超導-量子反常霍爾平臺中發現了具有半個量子電導的邊緣電流，與理論預言的手性馬約拉納粒子十分吻合。這是在霍爾效應平臺系統中第一個具有確鑿證據的馬約拉納測量結果。

張首晟將這一新發現的手性馬約拉那費米子命名為“天使粒子”，這個名字來源於丹·布朗的小說及其電影《天使與魔鬼》。“這部作品描述了正反粒子湮滅爆炸的場景。過去我們認為有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我們找到了一個沒有反粒子的粒子，一個只有天使，沒有魔鬼的完美世界”張首晟說。

這也使得張首晟再度成為2017年諾貝爾物理學獎的熱門人選，雖然最終再度落選。

《生活大爆炸》裡謝爾頓為了炫耀學識，在一次課堂上高冷地問學生：“誰知道什麼是拓撲絕緣體?”在天才謝爾頓心裡，這是理論物理學最高深的部分，而這是張首晟創造的詞彙，在物理學屬於一個重要的前沿領域。

這個領域最初的開創者戴維·索利斯等人獲得了2016年的諾貝爾物理學獎， 當年，張首晟也是大熱門，只是當時他還年輕，雖然公認他做出的貢獻也足以得獎，但是顯然諾獎委員會覺得他將來還有時間。

可惜的是，已不幸辭世的這位華人天才再也無法摘得諾獎了。

但也有許多驚豔絕世的天才，比如特斯拉，比如馮.諾依曼，也終生未得諾獎。

對於真正的天才，他們又何需用諾獎來證明他們的偉大？

多重(chong)空間的叫法更合適。有如多個太極盤的疊加，正反轉相間。正轉時間前進，倒轉時間後退。所謂蟲洞一一即太極中心(原點)。