Während kürzlich durchgeführter Experimente waren Forscher der Princeton University "völlig überrascht", ein Verhalten in einem Isolator zu entdecken, von dem zuvor angenommen wurde, dass es nur für Metalle gilt. NewAtlas Berichte.
Die Entdeckung deutet auf die Existenz eines neuen Typs von Quantenteilchen hin, der von den Princeton-Physikern als neutrale Fermion bezeichnet wird. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift. Natur .
VERBINDUNG: QUANTUM REVOLUTION HERAUSFORDERUNGEN DER WELT
Überraschende Ergebnisse
In der Regel leiten Metalle Elektrizität und Isolatoren nicht. Dies liegt an der Tatsache, dass Elektronen sind in Metallen im Allgemeinen sehr beweglich, während der hohe Widerstand der Isolatoren diese Bewegung verlangsamt.
Aufgrund der hohen Bewegung von Elektronen in Metallen können sie ein Phänomen aufweisen, das als Quantenoszillationen bekannt ist.
Wenn Elektronen in Metallen bei sehr niedrigen Temperaturen einem Magnetfeld ausgesetzt werden, können sie in einen Quantenzustand übergehen, der eine Widerstandsschwingung im Material verursacht.
Bis zur jüngsten Entdeckung in Princeton wurde jedoch angenommen, dass dieser Zustand bei Isolatoren aufgrund ihres hohen Widerstands nicht erreichbar ist.
Quantenschwingung in einem Isolator
Die neue Studie der Princeton-Forscher beschreibt, wie sie versehentlich Quantenoszillationen in einem Isolator aus einem Material namens Wolframditellurid entdeckt haben.
Bei der Messung des spezifischen Widerstands des Materials unter einem Magnetfeld entdeckten sie das ungewöhnliche Verhalten.
"Dies war eine völlige Überraschung", erklärt Sanfeng Wu, leitender Autor der Studie in a Pressemitteilung . "Wir haben uns gefragt: 'Was ist hier los?' Wir verstehen es noch nicht ganz."
Mögliche neue Quantenteilchen
Während die Forscher feststellten, dass es keine aktuelle Theorie gibt, die dieses Phänomen beschreiben kann, haben sie ihre eigene Hypothese aufgestellt.
Das Team glaubt, dass möglicherweise nicht die Elektronen selbst schwingen. Stattdessen können durch die starken Wechselwirkungen im Material neue Quantenteilchen entstehen, die den beobachteten Effekt zeigen.
Die Forscher nannten die hypothetischen Partikel neutrale Fermionen, da alle Partikel, die sich durch einen Isolator bewegen, eine neutrale Ladung haben müssten.
"Wenn unsere Interpretationen korrekt sind, sehen wir eine grundlegend neue Form der Quantenmaterie", sagt Wu. "Wir stellen uns jetzt eine völlig neue Quantenwelt vor, die in Isolatoren verborgen ist. Es ist möglich, dass wir sie in den letzten Jahren einfach nicht identifiziert haben."Jahrzehnte. "
Die Forscher sagen, dass sie weiterhin die mögliche Existenz des sogenannten neuen untersuchen werden Quanten Partikel, neutrale Fermionen mit zukünftigen Experimenten.