Hlavní stránka Info portálu ZČU

Vědci zkoumali ferroelektrický materiál germanium tellurid (GeTe), který je známý např. jako aktivní vrstva v přepisovacích DVD nebo CD nosičích. Právě v něm lze totiž experimentálně ověřit fenomén „trojitého bodu“, tedy velmi neobvyklého křížení tří fermionů (Triple Fermion).

 „V dnešní době rozlišujeme tisíce částic, které podle jejich chování rozdělujeme na dvě velké skupiny: fermiony a bosony. Fermiony mohou existovat buď jako jednotlivé částice, tj. jako elektrony, protony a neutrony, nebo jako takzvané kvazičástice. Ty jsou složeny z mnoha složek, ale chovají se jako jedna fermionová částice. Pro fermiony je typické nesnášenlivé chování, kdy dvě částice se stejnou rotací nemohou obsadit stejný stav a místo. Protínat se mohou buď čtyři (Weyl), nebo dva fermiony (Dirac),“ vysvětluje Ján Minár z výzkumného centra NTC.

Vědci z NTC však předpověděli trojité fermiony. Vyskytovat se mohou v určitých krystalech a pouze za zvláštních okolností. Navíc experti dokázali vůbec poprvé identifikovat spinové vinutí kolem trojitých fermionů, tedy jejich vnitřní magnetický moment. Studii zveřejnil renomovaný časopis Physical Review Letters Americké fyzikální společnosti. Autory její teoretické části jsou vědci z NTC, za experimentální částí pak stojí experti ze Švýcarského federálního technologického institutu v Lausanne ve spolupráci s dalšími přispěvateli.

 “Naše studie potvrzuje, že tyto nové částice jsou dostupné v krystalech se speciální symetrií. To nám umožňuje studovat jejich nové, speciální vlastnosti," říká profesor Hugo Dil ze Švýcarského federálního technologického institutu v Lausanne. Laurent Nicolaï, který provedl teoretické výpočty ve skupině prof. Jána Minára ve výzkumném centru NTC, dodává: „Očekáváme, že tyto trojité a další související fermiony budou hrát důležitou roli v budoucích kvantových počítačích, sestrojených na bázi nových topologických materiálů.“

Projekt byl na české straně financován z Operačního programu MŠMT - Výzkum, vývoj a vzdělání: Podpora excelentních výzkumných týmů CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000358.

Studie:

Laurent Nicolaï, Juraj Krempaský, Martin Gmitra, Houke Chen, Mauro Fanciulli, Eduardo B. Guedes, Marco Caputo, Milan Radović, Valentine V. Volobuev, Ondřej Caha, Gunther Springholz, Jan Minár, J. Hugo Dil. Phys. Rev. Lett. 126, 206403, 17 May 2021. DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.206403

Vedoucí teoretické části:

Západočeská univerzita v Plzni (NTC)

Vedoucí experimentální části:

École polytechnique fédérale de Lausanne ‐ EPFL

Ostatní přispěvatelé:

Univerzita P. J. Šafárika v Košicích (Slovensko), Univerzita Tsinghua (Peking), CY Cergy Paris University (Francie), Polská akademie věd, Národní technická univerzita „KhPI“ (Ukrajina), Masarykova univerzita (Česká republika), Univerzita Johanna Keplera (Rakousko)

Financování:

Švýcarská národní vědecká nadace (SNSF), Rakouský vědecký fond (FWF), Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Grantová agentura ČR (GAČR), Grantový systém pro interní výzkum, Nadace pro polskou vědu (IRA Program EU), Evropský fond pro regionální rozvoj (CEITEC Nano +)