(а) Дисперсия энергии вдоль точек высокой симметрии инверсионно-симметричного полуметалла Вейля, как указано в уравнении. (1). 
(b) Контур энергии вокруг одного из узлов Вейля в плоскости kx − ky (плоскости Вейля).
Фото: Physical Review B (2023). DOI: 10.1103/PhysRevB.108.L020305

Поведение массы электронов внутри твердого тела оказывает существенное влияние на поток электронной и тепловой энергии. Полуметаллы Вейля превратились в удивительный класс материалов с уникальными свойствами. Физические и химические свойства полуметаллов Вейля определяются фермионами Вейля, которые ведут себя интересным и необычным образом.

В отличие от обычных фермионов, таких как электроны, фермионы Вейля представляют собой безмассовые частицы , которые ведут себя как аналоги знаменитого уравнения Вейля, первоначально предложенного Германом Вейлем в конце 1920-х годов. Эти безмассовые фермионы Вейля существуют парами с противоположной «направленностью». Рукава фермионов Вейля связана с их топологической природой, что приводит к множеству интересных последствий, таких как нетривиальные поверхностные состояния и экзотические явления переноса, устойчивые к беспорядку и возмущениям.

Эти безмассовые фермионы Вейля привлекли внимание ученых и экспертов в области технологий, поскольку они могут иметь решающее значение для будущих передовых технологий. В сфере квантовых технологий безмассовые фермионы Вейля в полуметаллах Вейля рассматривались как потенциальные изменения в правилах игры из-за их способности обеспечивать беспрепятственную передачу квантовой информации. Это может быть очень полезно для будущих технологий, требующих точного и эффективного обмена информацией.

Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review B учеными из Института Макса Борна в Берлине (Германия) и Индийского технологического института в Бомбее (Индия), поставило под сомнение идею о том, что эти фермионы Вейля действительно безмассовые.

В частности, если бы масса фермионов Вейля действительно была равна нулю, то электронные токи, генерируемые в одном и том же узле Вейля лазерными полями противоположной направленности, т. е. вращающимися по часовой стрелке и против часовой стрелки, обладали бы идеальной зеркальной симметрией — точно так же, как свет сам. Однако эти результаты показывают неожиданное и поразительное отклонение от этой идеальной зеркальной симметрии, даже когда длина волны лазерного поля настроена на энергии перехода, очень близкие к точке Вейля.

Наблюдение остается неизменным даже для самых слабых изученных интенсивностей света. Причина этого эффекта кроется в, казалось бы, небольших, но, тем не менее, существенных отклонениях массы фермионов Вейля от нуля даже очень близко к точному расположению узлов Вейля: область нулевой массы кажется сжимающейся до одной точки.