Se obtiene la imagen más clara de las partículas de electrones de un líquido de espín cuántico

Los científicos han obtenido imágenes por primera vez de cómo los electrones en QSL se desintegran en partículas similares a espines, o

espinones y partículas con forma de carga llamadas carganes.

Este logro ayudará en el desarrollo de computadoras cuánticas ultrarrápidas y superconductores energéticamente eficientes.

Otros investigadores han visto varios rastros de este fenómeno, pero tenemos una imagen real del estado en el que se encuentra el espinón. Esto es algo nuevo.

Mike Crommie, profesor de física y científico principal del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

Los espinones pueden llamarse partículas fantasma, por lo queya que ocasionalmente se pueden observar, pero es difícil probar el hecho mismo de su existencia. Utilizando un nuevo método, los científicos han presentado una de las mejores pruebas de la existencia de espinones hasta la fecha.

En un líquido de espín cuántico o QSL, los espinones se mueven libremente, transfiriendo calor y rotación, pero sin carga eléctrica. Los científicos los han buscado anteriormente basándose en métodos basados ​​en firmas térmicas.

En el nuevo trabajo, los autores crecieron una sola capa.muestras de diseleniuro de tantalio (1T-TaSe2) de solo tres átomos de espesor de la Fuente de Luz Avanzada (ALS) del Laboratorio Berkeley. Este material pertenece a una clase de materiales llamados dicalcogenuros de metales de transición (TMDC).

Luego, el equipo caracterizó películas delgadas conAl utilizar espectroscopía de fotoemisión con resolución de ángulo, este método normalmente utiliza  Rayos X. A continuación, utilizando microscopía de efecto túnel (STM), los investigadores inyectaron electrones desde una punta de metal en una muestra de TMDC de diseleniuro de tantalio.

Después de esto, los autores descubrieron que cuando se inyecta un electrón en el QSL desde la punta del STM, se divide en dos partículas diferentes dentro del QSL:

  • spinons,
  • cargos.

En última instancia, las partículas de espín transportan el espín por separado, mientras que las cargas transportan por separado una carga eléctrica.

Como resultado, la imagen STM / STS muestra quelas cargas se congelan en su lugar, formando lo que los científicos llaman la onda de densidad de carga de la Estrella de David. Mientras tanto, los espinones se separan de las cargas inmovilizadas y se mueven libremente a través del material.

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