a, b, Sketches of spin–orbital separation (a) and spin–charge separation (b), generated in processes of RIXS and angle-resolved photoemission spectroscopy, respectively. Credit: Nature
Quando visto como uma partícula elementar, o electrão tem spin e carga. Quando está presente no átomo, também adquire um número quântico do momentum angular correspondente à orbital atómica quantizada que ocupa. Mesmo quando presentes nos sólidos, os electrões estão em bandas e deslocalizam-se dos núcleos, em isoladores de Mott, mantendo os seus três números quânticos fundamentais: carga, spin e orbital. Uma das marcas, da física a uma dimensão, é a ruptura do electrão elementar em seus graus distintos de liberdade. A separação do electrão nas suas quase-partículas independentes que carregam tanto o spin (spinões) ou a carga (holões) foi observada pela primeira vez há quinze anos. O artigo agora publicado na Nature descreve a observação da separação de outro grau de liberdade, a orbital (orbitão), usando a ressonância inelástica de espalhamento de raios-X, no isolador Mott unidimensional Sr2CuO3. Foi verificado orbitões separando-se de spinões e propagando-se através da rede como uma distinta quase-partícula e com uma dispersão significativa em energia mais dinâmica, de cerca de 0,2 elétron-volts, ao longo de quase uma zona de Brillouin.
Esta descoberta é de grande importância para outro ramo da Física actual: a da supercondutividade de alta temperatura.
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