在真实材料中发现的四维世界中的类光子电子

狄拉克电子由 P. Dirac 预言，由 A. Geim 发现，两人分别于 1933 年和 2010 年获得诺贝尔物理学奖。狄拉克电子的行为类似于光子而不是电子，因为它们被认为没有质量，并且在材料中以光速移动。

由于与标准电子的不同，狄拉克电子有望为材料添加前所未有的电子特性。例如，它们可以应用于电子设备，以极高的效率和低能耗执行计算和通信。

为了开发这种技术，科学家必须首先了解狄拉克电子的净特性和效应。但它们通常与材料中的标准电子共存，这阻碍了明确的观察和测量。

在最近发表在《材料进展》上的一项研究中，Ryuhei Naito 及其同事发现了一种能够选择性观察材料中狄拉克电子的方法。研究小组利用电子自旋共振直接观察材料中的不成对电子以区分特性差异，建立了一种确定它们在材料中的作用范围及其能量的方法。

后者由它们移动的速度(即速度)来定义。该信息需要一个四维世界，因为它由位置 (x, y, z) 和能量 (E) 组成。研究小组用一种易于理解的方案对其进行了描述。

这项研究使我们对狄拉克电子的理解向前迈进了一步。我们现在知道它们的速度是各向异性的，取决于它们的方向和位置，而不是恒定的光速。