Un semimetal de Weyl es un cristal de estado sólido cuyas excitaciones de baja energía son fermiones de Weyl.
Un semimetal de Weyl permite la primera realización de fermiones de Weyl.
Es una fase de materia topológicamente no trivial que amplía la clasificación topológica más allá de los aislantes topológicos.
- Si pudiera fabricar una bomba nuclear, ¿podría conservarla y / o usarla en mi isla privada?
- ¿Cómo se realiza el equilibrio de las masas rotativas y recíprocas?
- ¿En qué consiste el sonido, cuáles son sus propiedades?
- ¿Puedes hablar sobre la formación de las olas del océano en la playa en esta foto tomada desde un avión?
- ¿Cuánta masa se requiere para poder formar 1G de gravedad?
Los fermiones de Weyl a energía cero corresponden a puntos de degeneración de banda masiva, los nodos de Weyl que están separados en el espacio de momento. Los fermiones de Weyl tienen quiralidades distintas, tanto zurdas como diestras. En un cristal semimetal de Weyl, las quiralidades asociadas con los nodos de Weyl pueden entenderse como cargas topológicas, que conducen a monopolos y antimonopolios de curvatura de Berry en el espacio de momento, que (la división) sirve como la invariante topológica de esta fase.
En comparación con los fermiones de Dirac en grafeno o en la superficie de los aislantes topológicos, los fermiones de Weyl en un semimetal de Weyl son los electrones más robustos y no dependen de simetrías excepto la simetría de traslación de la red cristalina. Por lo tanto, las fermionquasipartículas de Weyl en un semimetal de Weyl poseen un alto grado de movilidad. Debido a la topología no trivial, se espera que un semimetal de Weyl demuestre estados de electrones de arco de Fermi en su superficie.
Estos arcos son segmentos discontinuos o disjuntos de un contorno de Fermi bidimensional, que terminan en las proyecciones de los nodos de fermiones de Weyl en la superficie.
Una imagen del detector (arriba) señala la existencia de nodos de fermiones de Weyl y los arcos de Fermi.
Los signos más y menos notan la quiralidad de la partícula. Un diagrama esquemático (abajo) muestra la forma en que los fermiones de Weyl dentro de un cristal pueden considerarse monopolo y antimonopole en el espacio de impulso. (Imagen de arte de Su-Yang Xu y M. Zahid Hasan)
El 16 de julio de 2015 se realizaron las primeras observaciones experimentales de Weyl fermion semimetal en un arseniuro de tántalo (TaAs) de material de cristal único que rompe la simetría de inversión.
Se observaron fermiones de Weyl y estados de la superficie del arco de Fermi, lo que estableció su carácter topológico.
Este descubrimiento se basó en predicciones teóricas anteriores propuestas en noviembre de 2014.
También se observaron puntos de Weyl en un sistema no fermiónico, un cristal fotónico.
