La spectroscopie Raman et le pic de caroténoïde Raman permettent une détection précoce du syndrome d'évitement de l'ombre (SAS) dans (a) la plante modèle Arabidopsis thaliana et (b) les légumes à feuilles. Crédit :Kai Lan et Choy Sum.
Les particules élémentaires qui construisent l'univers sont de deux types :les bosons et les fermions, où les fermions sont classés en Dirac, Weyl, et les fermions de Majorana. Dans les années récentes, Les fermions de Weyl se trouvent dans les systèmes de matière condensée, et les semi-métaux de Weyl comme une sorte de quasiparticule, et ils se manifestent sous forme de points de Weyl à partir de relations de dispersion. Contrairement à la physique des hautes énergies qui requiert la stricte symétrie de Lorentz, il existe deux types de points de Weyl dans les systèmes de matière condensée :les points de Weyl de type I avec des structures de bandes symétriques en forme de cône et les points de Weyl de type II avec des structures de bandes fortement inclinées.
Des points de Weyl de type II ont été observés dans des systèmes de matière condensée et plusieurs structures périodiques artificielles, tels que les cristaux photoniques et phononiques. Cependant, ces points de Weyl de type II ne sont pas liés à la symétrie, et ils ont de petites séparations et des énergies différentes. Ainsi, il est difficile de distinguer les points de Weyl de type II avec d'autres points dégénérés et d'observer les phénomènes associés tels que les états de surface topologiques.
Récemment, Dr Rujiang Li et Prof. Hongsheng Chen de l'Université du Zhejiang, Dr Bo Lv et Prof. Jinhui Shi de l'Université d'ingénierie de Harbin, le professeur Huibin Tao de l'université Xi'an Jiaotong, et le professeur Baile Zhang et le professeur Yidong Chong de l'Université technologique de Nanyang observent les points de Weyl de type II idéaux dans les circuits classiques en utilisant la grande flexibilité des connexions de nœud de circuit. Pour une structure de circuit avec des frontières périodiques en trois dimensions (Fig. 1a), ce système Weyl n'a que deux bandes. En raison des protections contre les symétries miroir et la symétrie d'inversion du temps, il existe le nombre minimal de quatre points de Weyl de type II dans l'espace des impulsions et ces points de Weyl résident à la même fréquence. Expérimentalement, ils prouvent l'existence de points dégénérés linéaires et la structure de bande fortement inclinée en reconstruisant les structures de bande du système de circuit (Fig. 1b-c), ce qui implique que ces quatre points de Weyl sont des points de Weyl de type II idéaux. Outre, ils fabriquent une structure de circuit avec une frontière ouverte (Fig. 1d) et observent les états de surface topologiques dans une bande interdite incomplète (Fig. 1e-f). Ces phénomènes impliquent en outre l'existence de points de Weyl idéaux de type II.
Le système de circuit a une flexibilité et une contrôlabilité élevées. Par rapport à d'autres plates-formes expérimentales, les sites de réseau dans un système de circuit peuvent être câblés de manière arbitraire avec un nombre arbitraire de connexions par nœud et des connexions à longue portée, et les forces de saut sont indépendantes de la distance entre les nœuds. Précisément à cause de cette connectivité flexible et hautement personnalisable, et le saut indépendant de la distance, un réseau de circuits qui peut observer les points de Weyl de type II idéaux sont facilement fabriqués. Cette plate-forme de circuit peut être utilisée pour approfondir l'étude de la physique de Weyl et d'autres phénomènes topologiques.