Las leyes de la mecánica cuántica permiten la existencia de 'cuasi-partículas':excitaciones en materiales que se comportan exactamente como partículas ordinarias. Una de las principales ventajas de las cuasi-partículas sobre las partículas ordinarias es que sus propiedades pueden modificarse mediante ingeniería. en un Materiales de la naturaleza Artículo de noticias y opiniones de esta semana, El físico de IoP Erik van Heumen describe experimentos recientes en los que incluso se pueden ajustar las interacciones entre cuasi-partículas.

En años recientes, la rama matemática de la topología, estudiando las formas de las cosas, y la rama física de la física de la materia condensada, estudiar el comportamiento de sólidos y fluidos, se han fusionado en un nuevo y apasionante campo de investigación:el de los materiales topológicos. Uno de los aspectos más emocionantes de este campo combinado es la aparición de cuasi-partículas exóticas:perturbaciones locales en materiales que se comportan exactamente como partículas. Que tales cuasi-partículas pueden existir, ya se conocía por la descripción cuántica de materiales simples. Lo que ofrece la combinación con la topología es un conjunto completamente nuevo de tales partículas, conocidos por ejemplo como fermiones de Dirac y Weyl, axiones y monopolos magnéticos.

Interacciones de ingeniería

Liberándose de las estrictas reglas de las partículas ordinarias dictadas por la naturaleza, los investigadores obtienen el control sobre las propiedades de las cuasi-partículas mediante una cuidadosa elección de los materiales utilizados para generarlas. Un deseo que ha estado en lo alto de la lista ha sido encontrar materiales en los que se pueda ajustar el tipo y la fuerza de las interacciones entre las cuasi-partículas.

Recientemente, Se descubrió una familia de materiales que presenta átomos dispuestos en una llamada red de kagome. En su artículo 'Noticias y opiniones', Erik van Heumen describe experimentos, informado en la última edición de Materiales de la naturaleza , que sugieren la formación en estos materiales de una llamada 'onda de densidad de flujo', una excitación que proporciona la primera confirmación de las predicciones teóricas de que estos materiales podrían albergar cuasi-partículas que interactúan exóticamente. El hecho de que tales interacciones sintonizables entre cuasi-partículas en materiales puedan crearse ahora en el laboratorio es muy prometedor para futuros estudios de materiales topológicos.