外爾半金屬中發現手性零聲效應！中國香港科技大學兩名研究人員發現，手性零聲(CZS)效應可以在外爾（Weyl）半金屬中產生。在發表於《物理評論快報》的研究論文中，宋志達(Zhida Song)和戴西(Xi Dai)描述了他們用微元半金屬進行的實驗，以及發現。外爾半金屬是被發現不久，儘管赫爾曼·外爾早在1929年就預言過它們的存在。外爾半金屬是拓撲材料，其中電子激發態表現出無質量行為。
先前研究表明，在某些固體中，遵循外爾定理的費米子是準粒子——這些固體的電子能帶在費米能附近交叉。值得注意的是，它們與金屬中的電子行為不同——表現出手性磁效應。當外爾半金屬暴露於磁場中時，就會產生電流，此時正粒子和負粒子與磁場平行或反平行運動。在這種情況下，電流為零，因為粒子相互抵消了。然而，當半金屬被置於平行電流中產生準粒子流時，這種情況就發生了變化——這種效應被稱為手性異常。
在這項新研究中，宋志達和戴西已經證明手性磁效應也可以導致一種叫做手性零聲(CZS)效應的現象，這是一種可以在外爾半金屬中看到的新熱傳遞機制。振動產生手性零聲效應，但當電子存在於費米能級附近時，它是由電子動量分布帶來的。研究報告顯示，它們一直都存在，當研究人員把一種半金屬微粒放入磁場中時，就會出現。現在，研究人員已經觀察到了它們的活動。這種效應有助於這種材料的導熱性。
研究人員指出，它的速度可以通過改變磁場來調節，這種效應可以用多種技術來測量，比如使用泵和探頭。研究人員將這一發現描述為外爾費米子在磁場下所攜帶的一種全新聲模式。準粒子和集體模式是量子物質除了基態特徵之外的兩個基本特徵。例如，He-III中費米-液相的低能物理不僅具有靠近化學勢的費米準粒子特徵，而且在長波極限具有豐富的集體模態，包括在不同情況下可以通過它傳播的幾種不同聲波。由於電子間的長程庫侖相互作用會使普通電子密度振蕩產生等離子體隙。
從而阻礙聲波在普通金屬中傳播，聲波很難被電子液體攜帶。在研究中，提出了一種獨特手性零聲場作用下的外爾半金屬聲集體模式。手性零聲能在所謂的「手性極限」下得到穩定，對於具有多對外爾點的外爾半金屬，其巷內散射時間比谷間散射時間短得多，只能沿外磁場傳播。手性零聲速在弱場強極限下與場強成正比，而在強場強極限下劇烈振蕩，通過中性玻色子激發動力學，產生了一種全新的量子振蕩機制，這種機制可能在磁場下的導熱性測量中得到體現。
博科園｜Copyright Science X Network/Bob Yirka,Phys參考期刊《物理評論快報》DOI: 10.1103/PhysRevX.9.021053博科園｜科學、科技、科研、科普