Nel mondo dei bizzarri materiali quantistici, gli scienziati hanno osservato che una vecchia legge è ancora valida. La legge, conosciuta come "legge di Wiedemann-Franz", afferma che per i metalli a basse temperature, la loro conduttività termica è proporzionale alla loro conduttività elettrica. Ciò significa che i materiali che conducono bene il calore sono buoni anche a condurre l’elettricità.

Questa relazione tra conducibilità termica ed elettrica è nota da oltre un secolo e inizialmente si pensava fosse una proprietà fondamentale dei metalli. Tuttavia, negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto materiali noti come “semimetalli topologici” che sembrano infrangere questa regola. I semimetalli topologici sono materiali che hanno una struttura elettronica unica che consente loro di condurre elettricità senza condurre calore o viceversa.

Questi materiali hanno incuriosito gli scienziati e sono stati oggetto di intense ricerche negli ultimi anni, poiché hanno potenziale per applicazioni nell’elettronica e in altre tecnologie. Gli scienziati hanno cercato di comprendere i principi fondamentali che governano il comportamento dei semimetalli topologici, compreso il modo in cui sono correlate le loro proprietà di trasporto termico ed elettrico.

Per fare luce su questo argomento, un team di ricercatori internazionali guidato da scienziati dell’Università di Tokyo e dell’Università di Basilea ha condotto un esperimento per misurare la conduttività termica ed elettrica di un semimetallo topologico noto come ditelluride di tungsteno. Hanno utilizzato una tecnica avanzata chiamata “tecnica della termoriflettenza nel dominio del tempo” per misurare le proprietà termiche, che ha permesso loro di misurare processi di trasporto del calore incredibilmente veloci nel materiale.

I risultati dell'esperimento hanno mostrato che la ditelluride di tungsteno presenta effettivamente una relazione simile alla legge di Wiedemann-Franz tra la sua conduttività termica ed elettrica, ma con una modifica insolita. I ricercatori hanno scoperto che, sebbene la relazione complessiva sia valida, esiste anche un termine aggiuntivo che contribuisce alla conduttività termica. Questo termine, specifico dei semimetalli topologici, deriva dalle insolite proprietà elettroniche di questi materiali e può essere fondamentale per comprenderne il comportamento.

I risultati di questo studio aiutano a migliorare la nostra comprensione del comportamento dei semimetalli topologici e ci portano un passo avanti verso la scoperta dei segreti di questi affascinanti materiali. La ricerca futura approfondirà questo contributo inaspettato ed esplorerà il modo in cui questi materiali possono essere utilizzati in applicazioni in cui è possibile sfruttare le loro proprietà insolite.