In een baanbrekende ontdekking hebben onderzoekers de eerste directe waarneming gedaan van het axion quasiparticle in een tweedimensionale magnetische topologische isolator, MnBi₂Te₄. Deze doorbraak overbrugt de kloof tussen fundamentele deeltjesfysica en de fysica van de gecondenseerde materie.
Het axion, een hypothetisch elementair deeltje, wordt al lang beschouwd als een oplossing voor raadsels in de hoge-energiefysica en donkere materie. De ontdekking maakt gebruik van gecondenseerde materieplatforms om axion-achtige verschijnselen te onderzoeken, waardoor de noodzaak voor deeltjesversnellers wordt omzeild.
Het axion quasiparticle, waargenomen in MnBi₂Te₄, manifesteert zich als coherente oscillaties bij ongeveer 44 gigahertz. Dit opent deuren voor revolutionaire technologische toepassingen, waaronder ultrasnelle spin-gebaseerde informatieverwerking en de volgende generatie antiferromagnetische spintronische apparaten.
Het dynamische axion quasiparticle zou kunnen dienen als een platform voor het realiseren van axion polaritons, wat een ongekende controle over elektromagnetische reacties biedt. Deze ontdekking biedt ook een uniek experimenteel platform om axion-gerelateerde fysica te bestuderen onder omgevingslaboratoriumomstandigheden.
Dit baanbrekende werk opent nieuwe perspectieven voor het verkennen van axionfysica buiten hoge-energieschalen. Het dynamische axion quasiparticle belooft ons begrip van het kwantumuniversum te verdiepen en tegelijkertijd transformerende spintronische en fotonische apparaten vorm te geven.