Un equipo de investigadores ha observado algo que los f\u00edsicos s\u00f3lo hab\u00edan teorizado: una cuasipart\u00edcula que se comporta como si tuviera masa cuando se mueve en una direcci\u00f3n y pierde masa cuando se mueve en otra.<\/p>\n\n\n\n
Esta peculiar part\u00edcula, llamada fermi\u00f3n semi-Dirac, fue predicha por primera vez hace 16 a\u00f1os. Ahora, se ha descubierto dentro de un cristal semimet\u00e1lico de sulfuro de silicio y circonio (ZrSiS). El descubrimiento podr\u00eda allanar el camino para innovaciones en campos que van desde la tecnolog\u00eda de bater\u00edas hasta sensores avanzados.<\/p>\n\n\n\n
Yinming Shao, f\u00edsico de Penn State y autor principal del estudio, admiti\u00f3 que el descubrimiento fue todo menos planeado. “Ni siquiera est\u00e1bamos buscando un fermi\u00f3n semi-Dirac cuando comenzamos a trabajar con este material”, dijo. “Est\u00e1bamos viendo se\u00f1ales que no entend\u00edamos, y resulta que hab\u00edamos hecho la primera observaci\u00f3n de estas cuasipart\u00edculas salvajes que a veces se mueven como si tuvieran masa y a veces se mueven como si no la tuvieran”.<\/p>\n\n\n\n
Una cuasipart\u00edcula salvaje Dentro de estos materiales, los comportamientos colectivos de muchas part\u00edculas crean lo que los f\u00edsicos llaman cuasipart\u00edculas. Estas cuasipart\u00edculas pueden imitar part\u00edculas reales, pero a menudo con propiedades que desaf\u00edan la intuici\u00f3n cotidiana. Estas “part\u00edculas” no son part\u00edculas reales e independientes, pero se comportan como si lo fueran. Por ejemplo, la forma en que los electrones se mueven juntos puede crear una cuasipart\u00edcula que act\u00faa como si no tuviera masa o se mueve m\u00e1s r\u00e1pido que cualquier electr\u00f3n individual. Por lo tanto, las cuasipart\u00edculas ayudan a los cient\u00edficos a comprender comportamientos complejos en s\u00f3lidos, lo que facilita el estudio de cosas como la electricidad, el magnetismo y los nuevos materiales para la tecnolog\u00eda.<\/p>\n\n\n\n El fermi\u00f3n semi-Dirac es un ejemplo de ello. Los investigadores predijeron por primera vez en 2008 y 2009 que estas cuasipart\u00edculas pod\u00edan cambiar entre estados masivos y sin masa seg\u00fan la direcci\u00f3n en la que viajaban.<\/p>\n\n\n\n Shao y sus colegas utilizaron una poderosa t\u00e9cnica llamada espectroscopia magneto-\u00f3ptica. Esto implica proyectar luz infrarroja sobre un material bajo un campo magn\u00e9tico fuerte y analizar c\u00f3mo se refleja la luz. Llevaron a cabo su experimento en el Laboratorio Nacional de Altos Campos Magn\u00e9ticos en Florida, donde hay un im\u00e1n 900.000 veces m\u00e1s fuerte que el campo magn\u00e9tico de la Tierra.<\/p>\n\n\n\n Con masa o sin masa, seg\u00fan la trayectoria<\/strong><\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Las part\u00edculas como los fotones, que forman la luz, se consideran sin masa porque se mueven a la velocidad de la luz. La teor\u00eda de la relatividad especial de Einstein explica este fen\u00f3meno. Cualquier cosa que se mueva tan r\u00e1pido no puede tener masa. Pero las cosas se complican cuando se consideran los materiales s\u00f3lidos.<\/p>\n\n\n\n