Ученые Принстонского университета предсказали существование нового состояния материи, в котором ток течет только через ряд каналов, напоминающих песочные часы. Эти каналы создаются благодаря действию новых частиц, особых фермионов, которые возникают из-за особых свойств материи. Управление этими свойствами может создавать или разрушать фермионы, а значит - применяться в создании транзисторных переключателей.
В статье, опубликованной журналом Nature, обсуждается возможность существования таких «фермионов песочных часов» в кристаллах калия и ртути в сочетании с сурьмой, мышьяком или висмутом. Эти кристаллы являются диэлектриками внутри, сверху и снизу, но идеальными проводниками с двух остальных сторон, где фермионы создают каналы в виде песочных часов.
Новые фермионы существуют — пока теоретически — в семействе материалов, известных как топологические диэлектрики, которые впервые были открыты в середине 2000-х и с тех пор остаются одной из наиболее перспективных областей исследования в квантовой физике.
«Изучение поведения этих интересных фермионов, их математического описания и материалов, в которых их можно наблюдать, может стать причиной стремительного рывка в физике квантов, твердых тел и материалов, — говорит профессор химии Роберт Кава. — Мы находимся в самом начале пути».