暗物质艺术图。图片来源：英国伦敦国王学院

来自英国伦敦国王学院、美国哈佛大学及加州大学伯克利分校等多个机构的科学家在《自然》杂志上最新发表了一篇论文，介绍了他们认为迄今为止最精准的暗物质探测器的基础设计。这种被称为“宇宙射电”的探测器有望在未来15年内发现暗物质的存在。

暗物质约占宇宙质量的85%，但它的真实身份仍然是一个谜。轴子作为暗物质的主要候选者之一，是一种微小且相互作用较弱的粒子，被认为是造成宇宙中引力效应的原因之一。轴子具有波一样的特性，但其在电磁频谱上的确切频率尚未被确定，估计可能从人类能听到的千赫兹频率到非常高的太赫兹频率不等。

团队描述了该探测器如何工作：当发现轴子的频率时，它会向科学家发出信号。这一探测器基于轴子准粒子（AQ），并以特定频率与轴子发生共振，当达到匹配频率时，会释放出极其微弱的光信号。许多科学家认为在最高的太赫兹频率范围内寻找轴子最有希望，因为AQ也将在该频率范围内运行。

团队相信，在未来5年内通过制造更大规模的AQ材料，可以构建出一个功能齐全的探测器。之后，预计再花费10年时间来扫描被认为含有暗物质的高频段频谱，以期最终发现暗物质。

为了创建这些准粒子，团队使用了碲化锰铋，这是一种因其独特的电子和磁性而著称的材料。团队将其剥离至仅有几层叠加的二维材料状态，以便精确调整其属性，并观察其如何与其他量子实体如轴子进行互动。

这项研究标志着在探索暗物质之谜方面迈出了重要一步。