Naukowcy w końcu znaleźli ślady aksjonu, nieuchwytnej cząsteczki , która rzadko wchodzi w interakcję z normalną materią. Aksjon został po raz pierwszy opisany ponad 40 lat temu, ale nigdy go nie zaobserwowano.
Naukowcy sugerują, że ciemna materia wypełniająca Wszechświat, może składać się z aksjonów. Ale zamiast znaleźć ją w przestrzeni kosmicznej, odkryli matematyczne „podpisy” aksjonu w egzotycznym materiale na Ziemi.
Odkrycie to może być pierwszym krokiem do rozwiązania jednego z głównych nierozwiązanych problemów w fizyce cząstek. Aksjon jest kandydatem na ciemną materię, ponieważ, podobnie jak ciemna materia, nie może oddziaływać z „normalną”.
Ponieważ naukowcy wierzą, że neutralna cząstka ledwo wchodzi w interakcję ze zwykłą materią, założyli, że trudno byłoby ją wykryć przy użyciu istniejących teleskopów kosmicznych. Postanowili więc spróbować innej taktyki, używając dziwnego materiału znanego jako skondensowana materia.
Zespół badawczy pracował z półmetalem, w którym elektrony zachowują się tak, jakby nie miały masy, nie oddziałują ze sobą i są podzielone na dwa rodzaje: prawostronne i lewostronne. Nazywa się to chiralnością; chiralność w półmetalach Weyla jest zachowana, co oznacza, że występuje równa liczba elektronów prawo- i lewostronnych. Schładzanie półmetalu do minus 11 stopni Celsjusza pozwoliło elektronom oddziaływać i skraplać się do formy kryształu.
Wibracje przechodzące przez kryształy nazywane są fononami. Cząstki mogą zachowywać się jak fale, dzięki czemu istnieją pewne fonony, które mają takie same właściwości jak zwykłe cząstki kwantowe, takie jak elektrony i fotony. Autorzy badania obserwowali w krysztale elektronowym fonony, które reagowały na pola elektryczne i magnetyczne dokładnie tak jak aksjony. Te quasicząsteczki nie miały również jednakowej liczby cząstek prawo- i lewostronnych.
