物理学家创造了有助于捕获“轻”暗物质的材料

 　　俄罗斯和国外的研究人员发现了一种新型材料，即所谓的反铁磁拓扑绝缘体，并首次由锰，铋和碲的化合物合成。圣彼得堡国立大学的新闻服务部在星期三说，这种物质的晶体将帮助发现暗物质，并将作为未来计算机的基础。

　　“有一项理论工作表明，根据我们的材料，有可能制造出所谓的轴突隔离器，它是暗物质探测器的关键组件。这是非常意外的，但是这种工作之所以会出现，是因为该材料的性质是全新的且独特的，”领导了圣彼得堡国立大学IlyaKlimovsky物理学家的话语的新闻发布会。

　　近年来，来自俄罗斯和其他国家的物理学家一直在积极研究所谓的拓扑绝缘子的特性。拓扑绝缘子是一类相对较新的材料，仅在表面传导电流，而在内部仍是介电绝缘子或半导体。

　　这样的物质吸引了物理学家，因为该表面层中的电子表现得极为稳定，这使它们可用作量子计算机中高度可靠的信息“存储”。长期以来，科学家一直在尝试将拓扑绝缘体与另一种有前途的材料（所谓的反铁磁体）结合起来。

　　因此，研究人员称这类特殊的材料为例，其中原子的磁矩不像普通磁体那样指向一个方向，而是以“棋盘”顺序堆叠。结果，它们彼此中和并且不会产生外部磁场。原子的这种“堆积”允许使用反铁磁材料进行信息的密集记录。

　　对立统一

　　过去，科学家认为，反铁磁性和拓扑电导率在根本上是不兼容的，这是由于前者在时间反转过程中“破坏”了对称性。最近，俄罗斯和国外的理论家已经证明情况不一定如此。Klimovsky和他的同事通过创建反铁磁拓扑绝缘体的第一个晶体并研究其性能，在实践中测试了这一预测。

　　通过对各种金属化合物进行试验，科学家发现，铋，碲和锰的晶体同时显示反铁磁特性，并且如果将其冷却至仅比开尔文高24度的绝对值超过零的超低温，其行为就类似于拓扑绝缘体。

　　在这种情况下，由于该材料的晶体由碲化锰和碲化铋的交替层组成，使得这些不相容特性的组合成为可能。前者具有反铁磁特性，而后者是拓扑绝缘体。

　　它们的存在以及这些层之间的相互作用将俄罗斯科学家创造的晶体转变为独特的材料，同时对于创建未来的计算系统（包括拓扑晶体管和量子位，量子计算机的基本存储单元以及粒子物理实验）非常有趣。

　　特别是，科学家希望使用碲，锰和铋的化合物来研究所谓的马约拉纳费米子的性质-假想的粒子的大小和某些性质与电子相似，它们本身也是对立的。八十多年来，物理学家一直试图发现它们。克里莫夫斯基和他的同事创造的晶体的非同寻常的特性，将使科学家们能够在其中制造出人造的马约拉那费米子像，并研究它们的特性。

　　反铁磁拓扑绝缘体也可以成为检测器的基础，该检测器可以检测所谓的“轴”的痕迹-假想的“轻”暗物质粒子，其性质类似于中微子。多年来，物理学家一直在努力寻找它们，到目前为止，就马约拉那费米子而言，他们一直无法做到这一点。俄罗斯科学家希望他们的晶体有助于解决这个问题，或者大大缩小寻找这些粒子的领域。