A causa delle loro differenze rispetto agli elettroni standard, si prevede che gli elettroni di Dirac aggiungano proprietà elettroniche senza precedenti ai materiali. Ad esempio, potrebbero essere applicati a dispositivi elettronici per eseguire calcoli e comunicazioni con straordinaria efficienza e basso consumo energetico.

Per sviluppare tale tecnologia, gli scienziati devono prima comprendere le proprietà nette e gli effetti degli elettroni di Dirac. Ma generalmente coesistono con gli elettroni standard nei materiali, il che impedisce osservazioni e misurazioni inequivocabili.

In un recente studio pubblicato su Materials Advances , Ryuhei Naito e colleghi hanno scoperto un metodo che consente l'osservazione selettiva degli elettroni di Dirac nei materiali. Utilizzando la risonanza dello spin elettronico, per osservare direttamente gli elettroni spaiati nei materiali e distinguere le differenze di carattere, il gruppo di ricerca ha stabilito un metodo per determinare il loro ambito d'azione nei materiali e le loro energie.

Quest'ultima è definita dalla rapidità con cui si muovono, ovvero dalla loro velocità. Questa informazione richiede un mondo quadridimensionale, poiché consiste di posizioni (x, y, z) ed energia (E). Il gruppo di ricerca lo ha descritto in uno schema di facile comprensione.

La ricerca ha fatto fare un passo avanti alla nostra comprensione degli elettroni di Dirac. Ora sappiamo che la loro velocità è anisotropa e dipende dalla loro direzione e posizione, invece che dalla velocità costante della luce.