In un tipico metallo, gli elettroni si sposteranno da una regione calda a una fredda, trasportando sia calore che carica. Nei semimetalli Weyl, però, gli elettroni vicino ai punti di Weyl formano quasiparticelle che, in un campo magnetico, può contribuire alla conduzione del calore senza trasportare carica [1, 2]. Questo trasporto senza carica si verifica perché il contributo di carica di due coppie di punti Weyl si annullano a vicenda (inserto). Credito:APS/Alan Stonebraker
Una coppia di ricercatori della Hong Kong University of Science and Technology ha scoperto che un effetto chirale zero sound (CZS) può essere indotto nei semimetalli Weyl. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , Zhida Song e Xi Dai descrivono i loro esperimenti con i semimetalli Weyl e cosa hanno trovato.
I semimetalli Weyl sono stati scoperti solo di recente, sebbene fosse stato previsto che esistessero nel 1929 da Herman Weyl. Sono materiali topologici in cui le eccitazioni elettroniche mostrano un comportamento privo di massa. Ricerche precedenti hanno dimostrato che i fermioni che aderiscono al teorema di Weyl esistono come quasiparticelle in alcuni solidi, quelli che hanno bande di energia degli elettroni che si incrociano in punti vicini all'energia di Fermi.
In particolare, si comportano in modo diverso dagli elettroni nei metalli:mostrano l'effetto magnetico chirale. Questo effetto si osserva quando un metallo Weyl è esposto a un campo magnetico:viene generata una corrente in cui le particelle positive e negative si muovono in parallelo e antiparallelo al campo magnetico. In tali situazioni, il flusso di corrente è nullo perché le particelle si annullano a vicenda. Questo cambia, però, quando il semimetallo viene posto in una corrente elettrica parallela con conseguente flusso di quasiparticelle, un effetto noto come anomalia chirale. In questo nuovo sforzo, Song e Dai hanno dimostrato che l'effetto magnetico chirale può anche portare a un fenomeno chiamato suono chirale zero (CZS), un meccanismo di trasporto del calore recentemente scoperto che può essere visto nei semimetalli Weyl.
Il suono zero si verifica a causa delle vibrazioni, ma è trasportato dalla distribuzione della quantità di moto degli elettroni quando esistono vicino al livello di Fermi. Lo studio riporta che sono esistiti da sempre, che si verifica quando i ricercatori posizionano un semimetallo Weyl in un campo magnetico, ora, i ricercatori li hanno osservati in azione. Riferiscono che l'effetto contribuisce alla conduttività termica di tali materiali. Notano anche che la sua velocità può essere modulata alterando il campo magnetico. E notano che l'effetto può essere misurato usando una varietà di tecniche, come l'utilizzo di pompa e sonda. Descrivono la loro scoperta come una "modalità sonora completamente nuova portata dai fermioni di Weyl sotto un campo magnetico".
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