Elétrons semelhantes a fótons em um mundo quadridimensional descobertos em um material real
Uma característica compartilhada pelos sistemas eletrônicos de Dirac é a estrutura eletrônica em forma de cone, enquanto os materiais comuns possuem estruturas eletrônicas redondas. A chave para o sucesso do presente estudo reside na ideia de que deve ser dada atenção a um possível cruzamento entre duas estruturas eletrônicas extremas. Um novo método foi estabelecido usando ressonância de spin eletrônico para observar o material. Crédito:Toshio Naito, Universidade Ehime Os elétrons de Dirac foram previstos por P. Dirac e descobertos por A. Geim, ambos premiados com o Prêmio Nobel de Física em 1933 e em 2010, respectivamente. Os elétrons de Dirac comportam-se como fótons e não como elétrons, pois são considerados não tendo massa e, em materiais, movem-se com a velocidade da luz.
Devido às suas diferenças em relação aos elétrons padrão, espera-se que os elétrons de Dirac adicionem propriedades eletrônicas sem precedentes aos materiais. Por exemplo, poderiam ser aplicados a dispositivos eletrónicos para realizar computação e comunicação com extraordinária eficiência e baixo consumo de energia.
Para desenvolver tal tecnologia, os cientistas devem primeiro compreender as propriedades e efeitos líquidos dos elétrons de Dirac. Mas eles geralmente coexistem com elétrons padrão em materiais, o que impede observação e medição inequívocas.
Em um estudo recente publicado em Materials Advances , Ryuhei Naito e colegas descobriram um método que permite a observação seletiva dos elétrons de Dirac em materiais. Usando ressonância de spin de elétrons, para observar diretamente elétrons desemparelhados em materiais para distinguir diferenças de caráter, o grupo de pesquisa estabeleceu um método para determinar seu escopo de ação nos materiais e suas energias.
Este último é definido pela rapidez com que se movem, nomeadamente a sua velocidade. Esta informação requer um mundo quadridimensional, pois consiste em posições (x, y, z) e energia (E). O grupo de pesquisa o descreveu em um esquema fácil de entender.
A pesquisa levou nossa compreensão dos elétrons de Dirac um passo adiante. Sabemos agora que a sua velocidade é anisotrópica e depende da sua direção e localização, em vez da velocidade constante da luz.
