Un ejemplo del efecto magnético axial en materia condensada

En nuestros días, la Física Teórica del estado Sólido y la Física Teórica de Altas Energías están convergiendo no solamente en la metodología de trabajo, sino en temas de investigación de interés común. Uno de estos temas es la física de los semimetales de Weyl. Estos materiales, como el Cd2As3, son sistemas tridimensionales cuya relación de dispersión electrónica viene descrita por lo que se conoce como la ecuación de Weyl, ecuación que, en el contexto de altas energías, describe las propiedades de las excitaciones fermiónicas de baja masa. La combinación de dimensionalidad, masa efectiva nula (o casi nula) y la existencia de varias especies de fermiones generan el concepto de anomalía. Una anomalía es la no conservación de una cantidad que a nivel clásico sí se conserva. En este caso, la cantidad anómala es la corriente axial, definida como la diferencia entre corrientes eléctricas entre especies fermiónicas. Esta no conservación de corriente axial induce efectos “exóticos” desde todo punto de vista, como el efecto magnético quiral, consistente en la generación de una corriente de equilibrio bajo la aplicación de un campo magnético externo. En este trabajo proponemos que en muestras de semimetales de Weyl se puede inducir rotación debido a un cambio de temperatura externo.

Un cilindro hecho con un semimetal de Weyl puede girar espontáneamente cuando se cambia su temperatura. El efecto responsable es el efecto magnético axial: un cambio de temperatura en los estados de superficie del semimetal de Weyl genera un momento angular en dichos estados. La conservación total de momento angular hace que la muestra se ponga a girar espontáneamente. Alberto Cortijo. ICMM-CSIC.

Un cilindro hecho con un semimetal de Weyl puede girar espontáneamente cuando se cambia su temperatura. El efecto responsable es el efecto magnético axial: un cambio de temperatura en los estados de superficie del semimetal de Weyl genera un momento angular en dichos estados. La conservación total de momento angular hace que la muestra se ponga a girar espontáneamente. Alberto Cortijo. ICMM-CSIC.

Condensed matter realization of the axial magnetic effect.

Alberto Cortijo