Fonones quirales en cuarzo examinados por rayos X

Resumen El concepto de quiralidad es de gran relevancia en la naturaleza, desde moléculas quirales como el azúcar hasta transformaciones de paridad en la física de partículas. En la física de la materia condensada, estudios recientes han demostrado fermiones quirales y su relevancia en fenómenos emergentes estrechamente relacionados con la topología 1–3. Sin embargo, la verificación experimental de fonones quirales (bosones) sigue siendo un desafío, a pesar de su esperado fuerte impacto en las propiedades físicas fundamentales 4–6. Aquí mostramos una prueba experimental de fonones quirales utilizando dispersión inelástica resonante de rayos X con rayos X polarizados circularmente. Usando el material quiral prototípico, el cuarzo, demostramos que los rayos X polarizados circularmente, que son intrínsecamente quirales, se acoplan a fonones quirales en posiciones específicas en el espacio recíproco, lo que nos permite determinar la dispersión quiral de los modos de red. Nuestra prueba experimental de fonones quirales demuestra un nuevo grado de libertad en la materia condensada que es de importancia fundamental y abre la puerta a la exploración de nuevos fenómenos emergentes basados en bosones quirales.