Observación de los fermiones de tres componentes en el fosfuro de molibdeno semimetálico topológico

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• La mecánica cuántica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los fermiones en la teoría cuántica de campos se clasifican como Dirac, Weyl y Majorana.
• Mientras que los fermiones de Dirac y Weyl se confirman en la materia condensada, la existencia del fermión de Majorana es apoyada por experimentos.
• Las simetrías cristalinas, no la invarianza de Lorentz, gobiernan los fermiones en la materia condensada, lo que permite nuevos tipos de excitaciones.

Objetivo del estudio:

• Para investigar nuevas excitaciones fermiónicas en materiales cristalinos.
• Para explorar más allá de la convencional clasificación de los fermiones Dirac-Weyl-Majorana.
• Identificar una plataforma de materiales para el estudio de fermiones no convencionales.

Principales métodos:

• Espectroscopia de fotoemisión con resolución de ángulo (ARPES).
• Verificación experimental de las estructuras de banda electrónica.
• Análisis de los puntos degenerados en las estructuras electrónicas cristalinas.

Principales resultados:

• Demostró la existencia de un punto triplemente degenerado en el fosfuro de molibdeno cristalino.
• Identificó fermiones de tres componentes como excitaciones de cuasipartículas cerca de este punto, una nueva clase más allá de Dirac, Weyl y Majorana.
• Pares coexistentes de puntos de Weyl observados en la estructura electrónica a granel.

Conclusiones:

• El fosfuro de molibdeno alberga nuevos fermiones de tres componentes, expandiendo la clasificación de los fermiones.
• Este material sirve como plataforma para estudiar la interacción de diferentes tipos de fermiones.
• El descubrimiento allana el camino para explorar la nueva física de los fermiones no convencionales.