Ideelle type II Weyl-punkter observeres i klassiske kredsløb

De elementære partikler, der bygger universet, har to typer:bosoner og fermioner, hvor fermionerne er klassificeret som Dirac, Weyl, og Majorana fermioner. I de seneste år, Weylfermioner findes i kondenserede stofsystemer, og Weyl-halvmetaller som en slags kvasipartikel, og de manifesterer sig som Weyl peger fra spredningsforhold. I modsætning til højenergifysik, som kræver den stringente Lorentz-symmetri, der er to typer Weyl-punkter i kondenserede stofsystemer:type-I-Weyl-spidser med symmetriske keglelignende båndstrukturer og type-II-Weyl-spidser med stærkt hældende båndstrukturer.

Type II Weyl-punkter er blevet observeret i kondenserede stofsystemer og flere kunstige periodiske strukturer, såsom fotoniske og foniske krystaller. Imidlertid, disse type II Weyl-punkter er ikke symmetri-relaterede, og de har små adskillelser og forskellige energier. Dermed, det er udfordrende at skelne type II Weyl-punkterne med andre degenererede punkter og observere de relaterede fænomener såsom topologiske overfladetilstande.

For nylig, Dr. Rujiang Li og prof. Hongsheng Chen fra Zhejiang University, Dr. Bo Lv og prof. Jinhui Shi fra Harbin Engineering University, Prof. Huibin Tao fra Xi'an Jiaotong Universitet, og Prof. Baile Zhang og Prof. Yidong Chong fra Nanyang Technological University observerer de ideelle type II Weyl-punkter i klassiske kredsløb ved at udnytte den høje fleksibilitet af kredsløbsknudeforbindelser. For en kredsløbsstruktur med periodiske grænser i tre dimensioner (fig. 1a), dette Weyl-system har kun to bånd. På grund af beskyttelsen mod spejlsymmetrier og tidsvendende symmetri, der eksisterer det minimale antal af fire type II Weyl-punkter i momentumrummet, og disse Weyl-punkter ligger ved samme frekvens. Eksperimentelt, de beviser eksistensen af ​​lineære degenererede punkter og den stærkt hældende båndstruktur ved at rekonstruere kredsløbssystemets båndstrukturer (fig. 1b-c), hvilket betyder, at disse fire Weyl-punkter er ideelle type II Weyl-punkter. Udover, de fremstiller en kredsløbsstruktur med en åben grænse (fig. 1d) og observerer de topologiske overfladetilstande inden for et ufuldstændigt båndgab (fig. 1e-f). Disse fænomener indebærer yderligere eksistensen af ​​ideelle type II Weyl-punkter.

Kredsløbssystem har høj fleksibilitet og kontrollerbarhed. Sammenlignet med andre eksperimentelle platforme, gittersteder i et kredsløbssystem kan forbindes på en vilkårlig måde med et vilkårligt antal forbindelser pr. node og langdistanceforbindelser, og hoppestyrkerne er uafhængige af afstanden mellem knudepunkterne. Netop på grund af denne fleksible og meget tilpasselige tilslutning, og afstandsuafhængig hop, et kredsløbsgitter, der kan observere de ideelle type II Weyl-punkter, fremstilles let. Denne kredsløbsplatform kan bruges til yderligere undersøgelse af Weyl-fysik og andre topologiske fænomener.