Jsou Weyl fermiony skutečně bezhmotné?

Hmotnostní chování elektronů v pevné látce má významný vliv na tok elektronické a tepelné energie. Semikovy Weyl se ukázaly jako fascinující třída materiálů s jedinečnými vlastnostmi. Fyzikální a chemické vlastnosti Weylových polokovů jsou řízeny Weylovými fermiony, které se chovají zajímavým a neobvyklým způsobem.

Na rozdíl od konvenčních fermionů, jako jsou elektrony, jsou Weylovy fermiony bezhmotné částice, které se chovají jako analogie slavné Weylovy rovnice, kterou poprvé navrhl Hermann Weyl na konci 20. let 20. století.Tyto bezhmotné Weylovy fermiony existují v párech s opačnou “lateralitou”. Rukovitost Weylových fermionů je spojena s jejich topologickou povahou, což vede k řadě fascinujících důsledků, jako jsou netriviální povrchové stavy a exotické transportní jevy, které jsou odolné vůči nepořádku a poruchám.

Tyto nehmotné Weyl fermiony upoutaly pozornost vědců a technologických expertů, protože by mohly být zásadní pro budoucí pokročilé technologie. V oblasti kvantových technologií byly bezhmotné Weylovy fermiony ve Weylových polokovech považovány za potenciálně revoluční díky jejich schopnosti umožnit přenos kvantové informace bez tření. To může být velmi užitečné pro budoucí technologie, které vyžadují přesnou a efektivní výměnu informací.

Nový výzkum publikovaný v Fyzický přehled B od vědce z Max-Born Institute Berlin Německo a Indian Institute of Technology Bombay India zpochybnili myšlenku, že tyto Weyl fermiony jsou skutečně bezhmotné.

Zejména, pokud by hmotnost Weylových fermionů byla skutečně nulová, pak by elektronové proudy generované ve stejném Weylově uzlu laserovými poli opačné laterality, tj. rotujícími ve směru a proti směru hodinových ručiček, pozorovaly dokonalou zrcadlovou symetrii – stejně jako světlo samotné. Tato zjištění však odhalují neočekávanou a fascinující odchylku od této dokonalé zrcadlové symetrie, i když je vlnová délka laserového pole naladěna na přechodové energie velmi blízké Weylově bodu.

Pozorování zůstává nezměněno i pro nejslabší studované intenzity světla. Původ tohoto efektu spočívá ve zdánlivě malých, ale podstatných odchylkách hmotnosti Weylových fermionů od nuly, dokonce velmi blízko přesnému umístění Weylových uzlů: zdá se, že oblast nulové hmotnosti se zmenšila do jediného bodu.