Los fermiones cuasi-Dirac se encuentran en ZrSiS: cuasipartículas con comportamiento de masa direccional

Por primera vez, los investigadores han identificado una cuasipartícula que exhibe un comportamiento sin masa en una dirección mientras posee masa en otra. El elusivo fenómeno, que involucra partículas conocidas como fermiones cuasi-Dirac, fue descubierto dentro de un cristal de sulfuro de silicio y circonio (ZrSiS), un material semimetálico. El descubrimiento fue detallado en la revista Physical Review.

La investigación, dirigida por el Dr. Yinming Shao, profesor asistente de física en Penn State, implicó el uso de espectroscopia magnetoóptica para estudiar cristales de ZrSiS. En declaraciones a la Universidad Penn State, el Dr. Shaw dijo que no estaban buscando específicamente fermiones cuasi-Dirac, pero que firmas inesperadas en sus datos finalmente llevaron a esta primera observación. Estas partículas, que se teorizaron por primera vez en 2008 y 2009, exhiben un comportamiento colectivo direccional único dependiendo de su movimiento, un concepto que un teórico ha llamado la “ley de potencia B2/3”.

Técnicas experimentales únicas utilizadas.

Según informes, los experimentos se realizaron en el Instituto Superior Nacional campo magnético Un laboratorio en Florida utiliza uno de los campos magnéticos sostenidos más fuertes del mundo: 900.000 veces más fuerte que… la tierra campo magnético. Los cristales de ZrSiS se enfriaron a -452 grados Fahrenheit y se expusieron a luz infrarroja bajo este campo magnético. De acuerdo a Según los informes, los patrones de energía observados dentro del material revelaron el comportamiento distintivo de los fermiones cuasi-Dirac, lo que es consistente con las predicciones teóricas de hace más de una década.

Potencial futuro de ZrSiS

ZrSiS es un material en capas similar al grafito que se puede pelar en láminas para un control preciso, similar al grafeno, señaló el Dr. Shaw en otra declaración. Explicó que comprender estas cuasipartículas podría conducir a importantes avances tecnológicos. Si bien su descubrimiento resuelve un misterio, el Dr. Shaw también enfatizó que muchos aspectos siguen sin explicación, lo que deja mucho espacio para futuras investigaciones.