Ein bisher unbekanntes Quantenteilchen – Äquivalent eines neutralen Elektrons - in einem neuen Aggregatzustand entdeckt werden könnten. Höchstwahrscheinlich handelt es sich um ein Quasiteilchen, das durch das kollektive Verhalten des Materials nur unter geeigneten Bedingungen entsteht. In einer neuen Studie wurden diese Bedingungen in Schichten eines halbmetallischen Kristalls beobachtet, die ein seltsames elektromagnetisches Verhalten zeigten.
"Wenn unsere Interpretationen richtig sind, sehen wir eine grundlegend neue Form von Quantenmaterie", sagte der Physiker Sanfeng Wu von der Princeton University in einer Erklärung. Er und seine Kollegen gingen dem nach, basierend auf Hinweisen aus früheren Experimenten über das seltsame Verhalten einer dünnen Schicht des kristallinen Materials Wolframditellurid. Das Material leitet Elektrizität wie Metall in großen Mengen, aber es ist ein starker Isolator in Form einer „Monoschicht“ – einer Schicht, die nur ein Atom dick ist – weil die sich bewegenden Elektronen des Stroms durch seine stationären Elektronen blockiert werden, die viel stärker werden in diesem Fall - der sogenannte "zweidimensionale" Brief, sagte Wu Live Science in einer E-Mail.
Im Rahmen ihrer Forschung setzten die Forscher die Monoschicht bei tiefen Temperaturen, wenn Quanteneffekte stärker ausgeprägt sind, einem magnetischen Wechselfeld aus und maßen ihren Widerstand gegen elektrischen Strom.
Laut Wu erklärt die moderne Physik diese Entdeckung nicht, und er und sein Team stellen die Hypothese auf, dass die beobachteten Schwankungen durch eine bisher unbekannte Form von Quantenmaterie verursacht werden. Nun planen die Experten Möglichkeiten, ihre Hypothese über „neutrale Fermionen“ in Wolframditellurid zu überprüfen und suchen nach weiteren Isolatoren, die ebenfalls Quantenschwingungen entwickeln.
„Zu diesem Zeitpunkt ist es schwer, sich zukünftige Anwendungen vorzustellen, aber ich bin sicher, dass es mit unseren zukünftigen Quantentechnologien zusammenhängen wird“, sagte Wu. Ebenso "war es schwer, sich moderne Elektronik vorzustellen, als das Elektron zum ersten Mal das Licht der Welt erblickte."
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