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Científicos descubren electrones en espiral exóticos


El profesor Girsh Blumberg de la Universidad de Rutgers y sus colegas han descubierto una forma exótica de electrones que giran como planetas. Nombrados excitones de superficie quiral, se compone de partículas y antipartículas unidas entre sí y girando alrededor de la superficie de los sólidos.

"Quiral se refiere a entidades, como tus manos derecha e izquierda, que coinciden pero son asimétricas y no se pueden superponer en su propia imagen de espejo", dijo un miembro del equipo, Hsiang-Hsi (Sean) Kung, un estudiante graduado en la Universidad de Rutgers.

"Los excitones se forman cuando la luz intensa brilla sobre los sólidos, expulsando de sus puntos electrones cargados negativamente y dejando atrás 'agujeros' cargados positivamente".

Los electrones y los agujeros se asemejan a trompos girando rápidamente.

Los electrones eventualmente giran en espiral hacia los agujeros, aniquilándose entre sí en menos de una billonésima de segundo mientras emiten un tipo de luz llamada fotoluminiscencia.

¿En que nos resulta útil este descubrimiento?
Este hallazgo tiene aplicaciones para dispositivos como células solares, láseres, televisores y pantallas.

Kung, el profesor Blumberg y los coautores del estudio descubrieron excitones quirales en la superficie del seleniuro de bismuto (Bi2Se3), que podrían producirse en masa y usarse en recubrimientos y otros materiales en electrónica a temperatura ambiente.

"El seleniuro de bismuto es un compuesto fascinante que pertenece a una familia de materiales cuánticos llamados aislantes topológicos," dijo el profesor Blumberg.

"Tienen varios canales en la superficie que son altamente eficientes para conducir la electricidad".

La dinámica de los excitones quirales aún no está clara y los físicos quieren usar imágenes ultrarrápidas para estudiarlos más a fondo.

Referencia del documento científico:
Hsiang-Hsi Kung et al. Observación de excitones de superficie quiral en un aislador topológico Bi2Se3. Reunión APS de marzo 2019, Volumen 64, Número 2, Boston, Massachusetts. Resumen # P01.00003

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