Crean el primer fermión pesado 2D

Los compuestos de fermiones pesados son una clase de materiales con electrones hasta mil veces más pesados de lo habitual. En estos materiales, los electrones se enredan con espines magnéticos que los ralentizan y aumentan su masa efectiva. Se cree que estas interacciones desempeñan un papel importante en varios fenómenos cuánticos enigmáticos, como la superconductividad (el movimiento de la corriente eléctrica con resistencia cero).

La comunidad científica lleva décadas estudiando los fermiones pesados, pero en forma de cristales no lo bastante finos, o sea claramente tridimensionales (3D). Ahora, el nuevo material sintetizado por el equipo de Victoria Posey de la Universidad de Columbia en la ciudad estadounidense de Nueva York tiene el grosor de un átomo o poco más, por lo que, en cuanto a posicionamiento de los átomos, a efectos prácticos tiene solo dos dimensiones (2D).

El nuevo material está compuesto de cerio, silicio y yodo. Se trata de un cristal de Van der Waals, que puede pelarse conservando su integridad en capas tan delgadas como de unos pocos átomos de grosor. Esto hace que sea más fácil de manipular y combinar con otros materiales que un cristal grueso, además de poder exhibir propiedades cuánticas que solo se dan en estructuras 2D.

"Hemos sentado las bases para explorar fases cuánticas únicas", afirma Posey.

Los electrones que interactúan con espines magnéticos en materiales fermiónicos pesados tienen una masa efectiva más pesada de lo habitual. Además de ser un fermión pesado, este compuesto de cerio, silicio y yodo es un cristal de Van der Waals que puede pelarse en capas tan delgadas que tienen el grosor de un átomo o poco más. (Imagen: Nicoletta Barolini, Columbia University)

Posey y sus colegas exponen los detalles del nuevo material, y de cómo lo han fabricado, en la revista académica Nature, bajo el titulo “Two-dimensional heavy fermions in the van der Waals metal CeSiI”. (Fuente: NCYT de Amazings)