کشف اولین عایق توپولوژیکی طبیعی

محققان اخیرا موفق شدند برای اولین بار یک عایق توپولوژیکی که در طبیعت وجود دارد را شناسایی کنند. این پژوهش یک گام دیگر برای درک خواص ماده‌ای با قابلیت استفاده در ابرکامپیوترها است. نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان A Natural Topological Insulator در نشریهNano Letters به چاپ رسیده است. 

کاپتیون پاسکال گهرینگ و همکارانش با مطالعه سنگ‌های معدنی طلا که از معادن جمهوری چک به‌دست آمده، دریافتند عایق‌های توپولوژیکی سنتزی که یک دهه قبل کشف شده می‌تواند افق تازه‌ای در علم مواد ایجاد کند. برخلاف عایق‌های الکتریکی رایج که جریان الکتریسیته را از خود عبور نمی‌دهند، این عایق‌های توپولوژیکی قادرند جریان الکتریکی را در سطح خود عبور داده اما در مرکز عایق باشند. هرچند این سیستم به نظر ساده می‌رسد اما این نوع سطح به دانشمندان امکان دست‌کاری اسپین الکترون را می‌دهد.

نتایج به‌دست آمده از این تحقیق می‌تواند برای توسعه کامپیوترهای کوانتومی مورد استفاده قرار گیرد. چنین کامپیوترهایی قادرند اطلاعات را بسیار سریع‌تر از بهترین ابرکامپیوترهای امروزی جابه‌جا کنند. این تیم تحقیقاتی دریافته است که کوازولیت معدنی که از معادن طلای جمهوری چک استخراج می‌شود را می‌توان به‌صورت ورقه‌های نانومقیاس در آورد این ورقه‌های عایق توپولوژیکی هستند. این ورقه‌ها بسیار کوچک هستند به‌طوری که می‌توان هزاران عدد از آنها را در نوک سوزن جا داد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که عایق‌های توپولوژیکی می‌تواند در مواد معدنی دیگر نیز وجود داشته باشد.