Quasi-particules avec interactions réglables

Les ondes d’eau sont des excitations localisées dans l’eau, qui à bien des égards se comportent comme des particules, ont des vitesses et de l’énergie, interagissent, etc. Dans les matériaux, certaines excitations peuvent se comporter comme des particules, avec toutes sortes de propriétés accordables : des quasi-particules. Crédit : Pixabay/CC0 domaine public

Les lois de la mécanique quantique autorisent les «quasipparticules» : des excitations dans les matériaux qui se comportent comme des particules ordinaires. Le principal avantage des quasiparticules par rapport aux particules ordinaires est que leurs propriétés peuvent être modifiées. dans un matériaux naturels Dans l’article News & Views de cette semaine, le physicien IoP Erik van Heumen décrit des expériences récentes où les interactions entre quasiparticules peuvent même être réglées.


Ces dernières années, la branche mathématique de la topologie, qui étudie les formes des choses, et la branche physique de la physique de la matière condensée, l’étude du comportement des solides et des liquides, ont fusionné dans un nouveau domaine de recherche passionnant : le domaine de matériaux topologiques. L’un des aspects les plus passionnants de ce domaine commun est l’émergence de quasi-particules exotiques : des perturbations locales dans des matériaux qui se comportent comme des particules. On savait que de telles quasiparticules pouvaient en réalité exister à partir de la description quantitative de substances simples. Ce que la fusion avec la topologie présente est un tout nouvel ensemble de ces particules, connues par exemple sous le nom de Dirac, de fermions de Weyl, d’axions et de monopôles magnétiques.

interactions d’ingénierie

S’affranchissant des règles strictes des particules ordinaires dictées par la nature, les chercheurs contrôlent les propriétés des quasi-particules grâce à une sélection rigoureuse des matériaux utilisés pour les générer. L’un des souhaits qui figurait en tête de liste était de trouver des matériaux avec lesquels régler le type et la force des interactions de quasi-particules.

Récemment, un groupe de matériaux contenant des atomes disposés dans le réseau dit de kagome a été découvert. Dans son article “News & Views”, Erik van Heumen décrit les expériences rapportées dans la dernière édition de matériaux naturels, ce qui indique la formation d’une “onde de densité de flux” dans ces matériaux, une excitation qui fournit la première confirmation des prédictions théoriques selon lesquelles ces matériaux pourraient héberger des quasi-particules interagissant étrangement. Le fait que de telles interactions ajustables entre les quasiparticules dans les matériaux puissent désormais être générées en laboratoire est de bon augure pour les futures études des matériaux topologiques.


Monopole magnétique émergent isolé par ordinateur à l’aide du recuit quantique


Plus d’information:
Kagome bloque la densité de charge chirale, matériaux naturels (2021). DOI : 10.1038 / s41563-021-01095-z

Présenté par l’Université d’Amsterdam

la citation: Quasi-particules avec interactions accordables (2021, 24 septembre) Récupéré le 25 septembre 2021 sur https://phys.org/news/2021-09-quasi-particles-tunable-interactions.html

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