Científicos del Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos en Dresden, la Universidad de Princeton, la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y la Universidad de la Academia de Ciencias de China han descubierto una partícula famosa: El axión, que se predijo por primera vezHace 42 años como una partícula elemental en extensiones del modelo estándar de física de partículas.
El equipo encontró firmas de partículas de axiones compuestas de electrones de tipo Weyl fermiones de Weyl en el semimetal de Weyl correlacionado TaSe 4 2 I. A temperatura ambiente, TaSe 4 2 I es un cristal unidimensional, en el cual la corriente eléctrica es conducida por fermiones de Weyl. Sin embargo, por enfriamiento TaSe 4 2 I por debajo de -11 ° C, estos fermiones Weyl se condensan en un cristal, una llamada "onda de densidad de carga", que distorsiona la red cristalina subyacente de los átomos. Los fermiones Weyl inicialmente libres ahora están localizados y losWeyl semimetal inicial TaSe 4 2 Me convierto en un aislador de axiones. Similar a la existencia de electrones libres en los cristales atómicos metálicos, el cristal de onda de densidad de carga basado en semimetal de Weyl alberga axiones que pueden conducir corriente eléctrica. Sin embargo, tales axiones se comportan de manera bastante diferente a los más familiareselectrones. Cuando se exponen a campos eléctricos y magnéticos paralelos, producen una contribución positiva anómala a la conductividad magnetoeléctrica.
Basado en predicciones del grupo de Andrei Bernevig en la Universidad de Princeton, el grupo de Claudia Felser en Dresden produjo el metaloide Weyl de onda de densidad de carga TaSe4 2 Investigué la conducción eléctrica en este material bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos. Se descubrió que la corriente eléctrica en este material por debajo de -11 ° C en realidad es transportada por partículas axiales.
Los resultados de los experimentos se publicaron en la revista Nature.
"Es muy sorprendente que los materiales que creemos que conocemos de repente muestren partículas cuánticas tan interesantes", dice Claudia Felser, una de las autoras principales del artículo.
Examinar las propiedades novedosas de las partículas de axiones en los experimentos de mesa no solo podría permitir a los científicos comprender mejor el misterioso reino de las partículas cuánticas, sino también abrir el campo de los materiales topológicos altamente correlacionados.
"Otro elemento fundamental para mi sueño de toda la vida de realizar ideas de física astronómica y de alta energía con experimentos de mesa en sólidos", dice Johannes Gooth.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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