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“4次元”を必要とする「ディラック電子」の観察に愛媛大が成功

愛媛大学は1月24日、これまで観測が容易ではなかった、物質中において質量ゼロとして振る舞う特殊な電子である「ディラック電子」系の物質において、同電子の振る舞いを観察することに成功したと発表した。

今回の研究では、1気圧下において化学物質「α-ET2I3」を観測し、ディラック電子の観測に成功。同物質には、多数のディラック電子が通常の電子と共存していることがわかったという。なお今回の研究は、3次元空間(x, y, z)での電子のエネルギー(E)をグラフにするため、4次元空間(x, y ,z, E)が必要である点を特徴とする。さらに、今回の解析手法は汎用性が高く、ディラック電子に限らず今後の物性研究に広く活躍が期待されるものとしている。

固体内部は電気を流さない絶縁体だが、その表面だけは電気を流す金属として振る舞う特殊な物質に「トポロジカル絶縁体」がある。このような物質を実用化できれば、消費電力が極めて小さな演算素子や通信システムなどを開発でき、現代社会が直面しているエネルギーや環境問題の救世主となり得るとされる。それらを実現するためには、まずディラック電子の振る舞いをよく理解し、どうしたらそのような電子を含む物質を実用化できるかを考える必要があり、愛媛大の内藤教授は、今回の研究成果はその1つにあたるとしている。