Các electron Dirac được dự đoán bởi P. Dirac và được phát hiện bởi A. Geim, cả hai đều được trao giải Nobel Vật lý năm 1933 và năm 2010. Các electron Dirac hoạt động giống như photon hơn là electron, vì chúng được coi là không có khối lượng, và trong vật liệu chúng chuyển động với vận tốc ánh sáng.

Để phát triển công nghệ như vậy, trước tiên các nhà khoa học phải hiểu các tính chất ròng và tác dụng của các electron Dirac. Nhưng chúng thường cùng tồn tại với các electron tiêu chuẩn trong vật liệu, điều này ngăn cản việc quan sát và đo lường rõ ràng.

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Materials Advances, Ryuhei Naito và các đồng nghiệp đã phát hiện ra một phương pháp cho phép quan sát chọn lọc các electron Dirac trong vật liệu. Sử dụng cộng hưởng spin electron, để quan sát trực tiếp các electron chưa ghép cặp trong vật liệu để phân biệt sự khác biệt về đặc tính, nhóm nghiên cứu đã thiết lập một phương pháp để xác định phạm vi hoạt động của chúng trong vật liệu và năng lượng của chúng.

Cái sau được xác định bởi tốc độ di chuyển của chúng, cụ thể là vận tốc của chúng. Thông tin này đòi hỏi một thế giới bốn chiều, vì nó bao gồm các vị trí (x, y, z) và năng lượng (E). Nhóm nghiên cứu đã mô tả nó trong một sơ đồ dễ hiểu.

Nghiên cứu đã đưa sự hiểu biết của chúng ta về các electron Dirac tiến một bước. Bây giờ chúng ta biết rằng vận tốc của chúng là dị hướng và nó phụ thuộc vào hướng và vị trí của chúng, thay vì vận tốc ánh sáng không đổi.

Theo: Photon-like electrons in a four-dimensional world discovered in a real material (phys.org)