В рамках данной работы авторам удалось подтвердить наличие четверных фермионов в исследуемом материале.
Первые экспериментальные данные, подтверждающие наличие четырехчастных топологических квазичастиц, были получены учеными в неорганическом соединении — силициде кобальта (CoSi). Это открытие может найти применение в разработке материалов с заданными характеристиками, таких как топологические изоляторы. Результаты исследования представлены в статье опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Топологические изоляторы – это материалы, характеризующиеся диэлектрическими свойствами в объеме и высокой проводимостью на поверхности. Их существование было предсказано еще в 1980-х годах, однако впервые получены они были лишь в 1980-х годах. Поверхностное состояние топологического изолятора представляет собой новый тип двумерного электронного газа, в котором спин электрона зависит от его импульса, то есть связан с направлением его движения.
Ученые из Франции, Германии, Китая и США провели оптические исследования, чтобы понять, как свет влияет на топологические изоляторы. Изначально физиков вдохновили эксперименты с импульсным лазером, которые указали на необычные топологические характеристики силицида кобальта. Хотя этот материал уже был известен, новые результаты позволили предложить теоретическое объяснение его свойствам.
Исследование оптической проводимости силицида кобальта дало ученым возможность сделать ряд значимых открытий. В частности, авторам удалось подтвердить наличие в этом материале четверных фермионов. Эти необычные частицы не имеют аналогов в рамках стандартной квантовой физики, однако сочетание экспериментальных данных и теоретических расчетов указывает на их существование в CoSi.
Силицид кобальта, являясь представителем материалов с широко распространенной кристаллической структурой, подходит для изготовления сплавов с другими металлами. Эти сплавы могут быть разработаны с возможностью управления их характеристиками. Продолжение исследований в данной области может привести к практическому применению топологических изоляторов, например, в качестве носителей информации в квантовых вычислениях.
Ранее мы писали о том, что физики впервые наблюдали сверхпроводимость при комнатной температуре, и открыли новый магнитоэлектрический эффект в материале, у которого наличия подобных свойств даже и не предполагали.