वैज्ञानिकों ने क्वांटम सामग्री ज़िरकोनियम पेंटाटेल्यूराइड (ZrTe5) में इलेक्ट्रॉनों के अजीब व्यवहार को दर्ज किया है। परम शून्य के करीब स्थितियों में और 60 टेस्ला तक के चुंबकीय क्षेत्रों में, सामग्री क्वांटम दोलन प्रदर्शित करती है जो वहाँ गायब नहीं होते जहाँ मानक सिद्धांत की आवश्यकता होती है।
सामान्य चुंबकीय प्रतिरोध दोलन क्षेत्र के व्युत्क्रम में आवधिक होते हैं और क्वांटम सीमा से परे क्षीण हो जाते हैं। ZrTe5 में, पैटर्न अलग है: दोलन अपेक्षा से आगे जारी रहते हैं और सामान्य आवधिकता 1/B का पालन नहीं करते हैं।
प्रयोग लगभग 0,7 केल्विन के तापमान पर किए गए थे। टीम ने अति-मजबूत क्षेत्रों में विद्युत परिवहन मापों को विस्तृत सैद्धांतिक गणनाओं के साथ जोड़ा।
इस शोध का नेतृत्व ब्राजील में साओ पाउलो विश्वविद्यालय के विशेषज्ञों ने लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी और वाशिंगटन विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ मिलकर किया। परिणाम नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुए हैं।
यूएसपी के प्रोफेसर जूलियो लारिया जिमेनेज़ ने कहा कि यह कार्य पदार्थ के विदेशी चरणों में इलेक्ट्रॉन परिवहन की समझ को विस्तारित करता है। उनके अनुसार, टोपोलॉजिकल इंसुलेटर न केवल आवेश बल्कि इलेक्ट्रॉनों के स्पिन को भी स्थानांतरित कर सकते हैं।
टोपोलॉजिकल चरण संक्रमणों के पास सामग्रियों में, इलेक्ट्रॉन सापेक्षतावादी डिराक फर्मियन के समान अर्ध-कणों की तरह व्यवहार करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र के साथ उनके स्पिन की परस्पर क्रिया ऊर्जा स्तरों को इस तरह बदल देती है कि लैंडौ स्तर 'वापस लौटते हैं' और सिस्टम की प्रासंगिक ऊर्जा को फिर से पार करते हैं।
यह अवलोकन सामान्य कई-कण अंतःक्रियाओं के बजाय प्रभाव की टोपोलॉजिकल उत्पत्ति की ओर इशारा करता है। ऐसे दोलनों की दृढ़ता के पीछे क्या है?
यह खोज टोपोलॉजिकल सामग्रियों के परिवहन गुणों में स्पिन की भूमिका को रेखांकित करती है और चरम स्थितियों में क्वांटम चरणों की गहरी समझ का मार्ग प्रशस्त करती है।
