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Efeito magnético quiral

O efeito magnético quiral (CME) é um efeito quântico macroscópico de geração de corrente elétrica ao longo de um campo magnético externo induzido pelo desequilíbrio da quiralidade.[1] Os férmions são considerados quirais se mantiverem uma projeção definida do número quântico de spin no momento.[2] O CME é um fenômeno quântico macroscópico presente em sistemas com férmions quirais carregados, como o plasma quark-gluon ou semimetais de Dirac[3] e Weyl.[4][5] O CME é uma consequência da anomalia quiral na teoria quântica de campos; ao contrário da supercondutividade ou superfluidez convencionais, não requer uma quebra espontânea de simetria. A corrente magnética quiral é não dissipativa, porque é topologicamente protegida: o desequilíbrio entre as densidades dos férmions quirais canhotos e destros está ligado à topologia dos campos na teoria de calibre pelo teorema do índice de Atiyah-Singer.

Experiências de CME

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A observação experimental de CME em um semimetal Dirac ZrTe5 foi relatada em 2014.[6] O material mostrou um aumento de condutividade na configuração livre de força de Lorentz dos campos elétricos e magnéticos paralelos. Em 2015, o detector STAR no Relativistic Heavy Ion Collider[7] e ALICE no Large Hadron Collider, CERN[8] apresentou uma evidência experimental para a existência de CME no plasma quark-gluon.[9]

Defeitos topológicos foram observados como pares contrastantes de áreas claras e escuras. Usando a microscopia eletrônica de transmissão de Lorentz, os pesquisadores criaram imagens de defeitos topológicos em um filme fino magnético quiral feito de cobalto, zinco e manganês.[10] Defeitos topológicos no magnetismo quiral têm implicações em campos da física relacionados à topologia, desde escalas cosmológicas de comprimento até matéria condensada.[11]

Referências

  1. ↑ Coimbra, Rafael (16 de junho de 2017). «Nenhum sinal de assimetria na força forte». Universo Racionalista. Consultado em 27 de julho de 2021 
  2. ↑ Souza, Agnes Ferreira de (19 de março de 2021). «Descrição pseudoclássica de férmions quirais que interagem com campo de matéria e com o campo eletromagnético». Consultado em 27 de julho de 2021 
  3. ↑ Geim, A. K.; Novoselov, K. S. (março de 2007). «The rise of graphene». Nature Materials (em inglês) (3): 183–191. ISSN 1476-4660. doi:10.1038/nmat1849. Consultado em 27 de julho de 2021 
  4. ↑ Hasan, M. Zahid; Xu, Su-Yang; Neupane, Madhab (2015). «Topological Insulators, Topological Dirac semimetals, Topological Crystalline Insulators, and Topological Kondo Insulators». John Wiley & Sons, Ltd (em inglês): 55–100. ISBN 978-3-527-68159-4. doi:10.1002/9783527681594.ch4. Consultado em 27 de julho de 2021 
  5. ↑ Kharzeev, Dmitri E. (março de 2014). «The Chiral Magnetic Effect and anomaly-induced transport». Progress in Particle and Nuclear Physics: 133–151. ISSN 0146-6410. doi:10.1016/j.ppnp.2014.01.002. Consultado em 27 de julho de 2021 
  6. ↑ Li, Qiang; Kharzeev, Dmitri E.; Zhang, Cheng; Huang, Yuan; Pletikosić, I.; Fedorov, A. V.; Zhong, R. D.; Schneeloch, J. A.; Gu, G. D. (8 de fevereiro de 2016). «Chiral magnetic effect in ZrTe5». Nature Physics (6): 550–554. ISSN 1745-2473. doi:10.1038/nphys3648. Consultado em 27 de julho de 2021 
  7. ↑ Han, Zhang-Zhu; Xu, Jun (22 de abril de 2019). «Charge asymmetry dependence of the elliptic flow splitting in relativistic heavy-ion collisions». Physical Review C (4). ISSN 2469-9985. doi:10.1103/physrevc.99.044915. Consultado em 27 de julho de 2021 
  8. ↑ Belmont, R. (novembro de 2014). «Charge-dependent anisotropic flow studies and the search for the Chiral Magnetic Wave in ALICE». Nuclear Physics A: 981–985. ISSN 0375-9474. doi:10.1016/j.nuclphysa.2014.09.070. Consultado em 27 de julho de 2021 
  9. ↑ «Scientists see ripples of a particle-separating wave in primordial plasma». phys.org (em inglês). Consultado em 27 de julho de 2021 
  10. ↑ Nagase, Tomoki; So, Yeong-Gi; Yasui, Hayata; Ishida, Takafumi; Yoshida, Hiroyuki K.; Tanaka, Yukio; Saitoh, Koh; Ikarashi, Nobuyuki; Kawaguchi, Yuki (9 de junho de 2021). «Observation of domain wall bimerons in chiral magnets». Nature Communications (em inglês) (1). 3490 páginas. ISSN 2041-1723. doi:10.1038/s41467-021-23845-y. Consultado em 27 de julho de 2021 
  11. ↑ University, Nagoya (11 de julho de 2021). «New Type of Topological Defect Observed in Chiral Magnets for the First Time». SciTechDaily (em inglês). Consultado em 27 de julho de 2021 
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