La spettroscopia Raman e il picco Raman del carotenoide consentono la diagnosi precoce della sindrome da evitamento dell'ombra (SAS) nella (a) pianta modello Arabidopsis thaliana e (b) nelle verdure a foglia. Credito:Kai Lan e Choy Sum.
Le particelle elementari che costruiscono l'universo sono di due tipi:bosoni e fermioni, dove i fermioni sono classificati come Dirac, Weyl, e fermioni di Majorana. Negli ultimi anni, I fermioni di Weyl si trovano nei sistemi di materia condensata, e semimetalli Weyl come una sorta di quasiparticella, e si manifestano come punti Weyl dalle relazioni di dispersione. In contrasto con la fisica delle alte energie che richiede la rigorosa simmetria di Lorentz, ci sono due tipi di punti di Weyl nei sistemi di materia condensata:punti di Weyl di tipo I con strutture a bande simmetriche a forma di cono e punti di Weyl di tipo II con strutture a bande fortemente inclinate.
I punti di Weyl di tipo II sono stati osservati nei sistemi di materia condensata e in diverse strutture periodiche artificiali, come i cristalli fotonici e fononici. Però, questi punti Weyl di tipo II non sono correlati alla simmetria, e hanno piccole separazioni ed energie diverse. Così, è difficile distinguere i punti di Weyl di tipo II con altri punti degeneri e osservare i fenomeni correlati come gli stati di superficie topologici.
Recentemente, Dr. Rujiang Li e Prof. Hongsheng Chen dell'Università di Zhejiang, Dr. Bo Lv e Prof. Jinhui Shi della Harbin Engineering University, Prof. Huibin Tao dell'Università di Xi'an Jiaotong, e il Prof. Baile Zhang e il Prof. Yidong Chong della Nanyang Technological University osservano i punti Weyl di tipo II ideali nei circuiti classici utilizzando l'elevata flessibilità delle connessioni dei nodi del circuito. Per una struttura circuitale con confini periodici in tre dimensioni (Fig. 1a), questo sistema Weyl ha solo due bande. A causa delle protezioni dalle simmetrie speculari e dalla simmetria di inversione temporale, esiste il numero minimo di quattro punti Weyl di tipo II nello spazio del momento e questi punti Weyl risiedono alla stessa frequenza. Sperimentalmente, dimostrano l'esistenza di punti degeneri lineari e la struttura a bande fortemente inclinata ricostruendo le strutture a bande del sistema circuitale (Fig. 1b-c), il che implica che questi quattro punti Weyl sono punti Weyl ideali di tipo II. Oltretutto, fabbricano una struttura circuitale con un confine aperto (Fig. 1d) e osservano gli stati di superficie topologici all'interno di un bandgap incompleto (Fig. 1e-f). Questi fenomeni implicano inoltre l'esistenza di punti Weyl ideali di tipo II.
Il sistema del circuito ha un'elevata flessibilità e controllabilità. Rispetto ad altre piattaforme sperimentali, i siti reticolari in un sistema circuitale possono essere cablati in modo arbitrario con un numero arbitrario di connessioni per nodo e connessioni a lungo raggio, e le forze di salto sono indipendenti dalla distanza tra i nodi. Proprio per questa connettività flessibile e altamente personalizzabile, e il salto indipendente dalla distanza, un reticolo circuitale in grado di osservare i punti Weyl ideali di tipo II è facilmente fabbricabile. Questa piattaforma circuitale può essere utilizzata per l'ulteriore studio della fisica Weyl e di altri fenomeni topologici.