Nuevo tipo de partícula desafía leyes de masa en cristal de ZrSiS por primera vez

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Por Maria Sanchez
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Quasipartícula con propiedades de masa dinámica en movimiento.

MadridCientíficos han descubierto una nueva clase de partícula llamada fermión semi-Dirac. Esta partícula se comporta como si no tuviera masa al moverse en una dirección, pero parece tener masa en otra dirección. Fue encontrada en un cristal compuesto por un material semimetálico llamado ZrSiS. Este hallazgo podría contribuir a mejorar tecnologías como baterías y sensores.

Fermiones semi-Dirac: Más de diez años después de su predicción, los científicos esperaban que presentaran características únicas de masa direccional. Se lograron observar mediante la técnica de espectroscopía magneto-óptica, la cual consiste en proyectar luz infrarroja sobre un material en un campo magnético fuerte y analizar la luz reflejada.

Descubrimiento de fermiones semi-Dirac en ZrSiS:

El descubrimiento de los fermiones semi-Dirac en ZrSiS revela que son partículas sin masa cuando se desplazan en línea recta, pero adquieren masa al moverse de manera perpendicular. Este fenómeno fue observado mediante espectroscopía magneto-óptica y la investigación se llevó a cabo en el Laboratorio Nacional de Campos Magnéticos Altos.

ZrSiS es un material en capas, similar al grafito. Esta estructura podría permitir cortarlo en láminas individuales. Si estas láminas se separan con éxito, las propiedades de los fermiones semi-Dirac podrían aprovecharse con una precisión comparable a la del grafeno.

Este hallazgo revela un nuevo tipo de partícula y sugiere que aún hay muchos detalles desconocidos. El uso y control de fermiones semi-Dirac podría tener aplicaciones significativas, especialmente en la ciencia de materiales. Aunque este descubrimiento es crucial, existen muchas preguntas sin respuesta sobre estas partículas que requieren más investigación y estudio.

El estudio se publica aquí:

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.14.041057

y su cita oficial - incluidos autores y revista - es

Yinming Shao, Seongphill Moon, A. N. Rudenko, Jie Wang, Jonah Herzog-Arbeitman, Mykhaylo Ozerov, David Graf, Zhiyuan Sun, Raquel Queiroz, Seng Huat Lee, Yanglin Zhu, Zhiqiang Mao, M. I. Katsnelson, B. Andrei Bernevig, Dmitry Smirnov, Andrew J. Millis, D. N. Basov. Semi-Dirac Fermions in a Topological Metal. Physical Review X, 2024; 14 (4) DOI: 10.1103/PhysRevX.14.041057

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