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威尔半金属轴子绝缘体示意图。
轴子绝缘体是一种相关拓扑相，它可能与威尔半金属中电荷密度波的形成有关系。伴随电荷-密度波相的滑动模态（相子），就是一种轴子，它会引起异常的磁电输运效应，然而，研究人员至今未在实验中检测到这种轴子电荷密度波。
据美国优睿科网站10月7日报道，《自然》杂志发文称，德国马克斯·普朗克化学物理研究所、美国普林斯顿大学、伊利诺伊大学香槟分校和中国科学院大学的研究人员在威尔半金属（TaSe4）2I中发现了轴子的特征。
在室温下，（TaSe4）2I是一维晶体，由威尔费米子传导电流。然而，当研究人员以零下11摄氏度的低温冷却（TaSe4）2I时，威尔费米子会凝结成晶体，形成“电荷密度波”，进而扭曲原子的晶格。与金属原子晶体中自由电子导电不同的是，基于威尔半金属的电荷密度波晶体中传导电流的是轴子，而且其行为与电子大不相同。当轴子处于平行电场和磁场中时，它们会对磁电导率产生异乎寻常的正向贡献。论文作者Felser说：“我们熟知的材料突然显示出有奇特的量子粒子，这非常让人惊讶。”
在台面实验中研究轴子的新特性，不仅可以让科学家们更好地了解量子粒子的神秘特征，还有利于开拓与其高度相关的拓扑材料领域。研究人员Johannes Gooth表示：“用涉及固体的台面实验实现天文学和高能物理学的设想，是我毕生的心愿。”
科界原创 编译：雷鑫宇 审稿：阿淼 责编：张梦
期刊来源：《自然》
期刊编号：0028-0836
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/mpif-aps100719.php
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