Los científicos han registrado un comportamiento extraño de los electrones en el material cuántico pentatelururo de circonio (ZrTe5). En condiciones cercanas al cero absoluto y con campos magnéticos de hasta 60 teslas, el material muestra oscilaciones cuánticas que no desaparecen donde la teoría estándar lo exige.
Las oscilaciones ordinarias de la magnetorresistencia son periódicas en el inverso del campo y se amortiguan más allá del límite cuántico. En ZrTe5 el panorama es diferente: las oscilaciones continúan más allá de lo esperado y no siguen la periodicidad habitual de 1/B.
Los experimentos se realizaron a temperaturas de alrededor de 0,7 kelvin. El equipo combinó mediciones de transporte eléctrico en campos ultraintensos con cálculos teóricos detallados.
La investigación fue liderada por especialistas de la Universidad de São Paulo en Brasil, junto con colegas del Laboratorio Nacional de Los Álamos y la Universidad de Washington. Los resultados se publicaron en Nature Communications.
El profesor Julio Larrea Jiménez de la USP destaca que el trabajo amplía la comprensión del transporte de electrones en fases exóticas de la materia. Los aislantes topológicos, según él, pueden transportar no solo carga, sino también el espín de los electrones.
En materiales cercanos a transiciones de fase topológicas, los electrones se comportan como cuasipartículas similares a fermiones de Dirac relativistas. La interacción de su espín con el campo magnético altera los niveles de energía de tal manera que los niveles de Landau 'regresan' y vuelven a cruzar la energía relevante del sistema.
Esta observación apunta a un origen topológico del efecto, no a interacciones de muchos cuerpos ordinarias. ¿Qué hay detrás de tal persistencia de las oscilaciones?
El descubrimiento subraya el papel del espín en las propiedades de transporte de los materiales topológicos y abre el camino hacia una comprensión más profunda de las fases cuánticas en condiciones extremas.
