Een voorheen onbekend kwantumdeeltje - equivalent van een neutraal elektron - zou kunnen worden ontdekt in een nieuwe staat van materie. Hoogstwaarschijnlijk is het een quasi-deeltje dat alleen onder geschikte omstandigheden ontstaat als gevolg van het collectieve gedrag van het materiaal. In een nieuwe studie werden deze omstandigheden waargenomen in platen van een halfmetaalkristal dat vreemd elektromagnetisch gedrag vertoonde.
"Als onze interpretaties correct zijn, zien we een fundamenteel nieuwe vorm van kwantummaterie", zei fysicus Sanfeng Wu van Princeton University in een verklaring. Hij en zijn collega's volgden dit op basis van hints uit eerdere experimenten over het vreemde gedrag van een dunne plaat van het kristallijne materiaal wolfraamditelluride. Het materiaal geleidt elektriciteit als metaal in bulk, maar het is een sterke isolator in de vorm van een "monolaag" - een laag van slechts één atoom dik - omdat de bewegende elektronen van de stroom worden geblokkeerd door zijn stationaire elektronen, die veel sterker worden in dit geval - de zogenaamde "tweedimensionale" brief, vertelde Wu WordsSideKick.com in een e-mail.
Als onderdeel van hun onderzoek hebben de onderzoekers de monolaag blootgesteld aan een wisselend magnetisch veld bij lage temperaturen, wanneer kwantumeffecten meer uitgesproken worden, en de weerstand tegen elektrische stroom gemeten.
Volgens Wu verklaart de moderne natuurkunde deze ontdekking niet, en hij en zijn team veronderstellen dat de waargenomen fluctuaties worden veroorzaakt door een voorheen onbekende vorm van kwantummaterie. Nu plannen de experts manieren om hun hypothese over "neutrale fermionen" in wolfraamditelluride te testen en zijn ze op zoek naar andere isolatoren die ook kwantumoscillaties ontwikkelen.
"Het is in dit stadium moeilijk om toekomstige toepassingen voor te stellen, maar ik weet zeker dat het verband zal houden met onze toekomstige kwantumtechnologieën", zei Wu. Evenzo "was het moeilijk om je moderne elektronica voor te stellen toen het elektron voor het eerst het daglicht zag."
Lees ook: