Kvantmekanikens lagar tillåter förekomsten av "kvasipartiklar":excitationer i material som beter sig exakt som vanliga partiklar. En stor fördel med kvasipartiklar jämfört med vanliga partiklar är att deras egenskaper kan konstrueras. I en Naturmaterial Nyheter &visningar artikeln denna vecka, IoP-fysikern Erik van Heumen beskriver de senaste experimenten där även interaktionerna mellan kvasipartiklar kan justeras.

Under de senaste åren har den matematiska grenen av topologi, studera tingens former, och fysikens fysiska gren, studera beteendet hos fasta ämnen och vätskor, har gått samman till ett spännande nytt forskningsområde:topologiskt material. En av de mest spännande aspekterna av detta kombinerade fält är uppkomsten av exotiska kvasipartiklar:lokala störningar i material som beter sig exakt som partiklar. Att sådana kvasipartiklar kan existera, var redan känt från kvantbeskrivningen av enkla material. Vad kombinationen med topologi erbjuder är en helt ny uppsättning sådana partiklar, till exempel känd som Dirac och Weyl fermioner, axioner och magnetiska monopoler.

Tekniska interaktioner

Befria sig från de strikta reglerna för vanliga partiklar som dikteras av naturen, forskare får kontroll över egenskaperna hos kvasipartiklar genom ett noggrant val av material som används för att generera dem. En önskan som har stått högt på listan har varit att hitta material där typen och styrkan hos interaktioner mellan kvasipartiklar kan justeras.

Nyligen, en materialfamilj upptäcktes som har atomer arrangerade i ett så kallat kagomegitter. I artikeln "Nyheter och visningar" Erik van Heumen beskriver experiment, rapporteras om i den senaste upplagan av Naturmaterial , som föreslår att en så kallad 'fluxdensitetsvåg' bildas i dessa material, en excitation som ger den första bekräftelsen på de teoretiska förutsägelserna att dessa material kan vara värd för exotiskt interagerande kvasipartiklar. Det faktum att sådana avstämbara interaktioner mellan kvasipartiklar i material nu kan skapas i laboratoriet har stora löften för framtida studier av topologiska material.