Para ilmuwan mencatat perilaku aneh elektron dalam material kuantum zirkonium pentatellurida (ZrTe5). Dalam kondisi mendekati nol mutlak dan dengan medan magnet hingga 60 tesla, material ini menunjukkan osilasi kuantum yang tidak hilang di mana teori standar mengharuskannya.
Osilasi magnetoresistansi biasa bersifat periodik terhadap kebalikan medan dan meredam di luar batas kuantum. Dalam ZrTe5 polanya berbeda: osilasi berlanjut lebih jauh dari yang diharapkan dan tidak mengikuti periodisitas biasa 1/B.
Eksperimen dilakukan pada suhu sekitar 0,7 kelvin. Tim menggabungkan pengukuran transpor listrik dalam medan sangat kuat dengan perhitungan teoretis yang terperinci.
Penelitian ini dipimpin oleh para spesialis dari Universitas São Paulo di Brasil bersama dengan rekan-rekan dari Laboratorium Nasional Los Alamos dan Universitas Washington. Hasilnya dipublikasikan di Nature Communications.
Profesor Julio Larrea Jimenez dari USP mencatat bahwa karya ini memperluas pemahaman tentang transpor elektron dalam fase materi yang eksotis. Isolator topologi, menurutnya, dapat membawa tidak hanya muatan, tetapi juga spin elektron.
Dalam material dekat transisi fase topologi, elektron berperilaku seperti kuasipartikel yang mirip dengan fermion Dirac relativistik. Interaksi spin mereka dengan medan magnet mengubah tingkat energi sedemikian rupa sehingga tingkat Landau 'kembali' dan melintasi lagi energi relevan sistem.
Pengamatan ini menunjukkan asal usul topologi dari efek tersebut, bukan interaksi banyak-partikel biasa. Apa yang menyebabkan osilasi begitu gigih?
Penemuan ini menekankan peran spin dalam sifat transpor material topologi dan membuka jalan menuju pemahaman yang lebih dalam tentang fase kuantum dalam kondisi ekstrem.
