Un nouvel invariant topologique χ est défini dans les systèmes avec S 4 symétrie pour diagnostiquer l'existence des fermions de Weyl. En calculant , le coût de calcul pour la recherche des semi-métaux Weyl est considérablement réduit. Récemment, Gao et al. mis en œuvre cette méthode dans le criblage à haut débit et trouvé de nombreux nouveaux candidats semi-métalliques Weyl aux propriétés exotiques, fournir des plates-formes réalistes pour une future étude expérimentale de l'interaction entre les fermions de Weyl et d'autres états exotiques.

En utilisant les symétries des systèmes, les gens peuvent définir divers invariants topologiques pour décrire différents états topologiques. Les matériaux topologiques peuvent être découverts avec précision en calculant les invariants topologiques. Récemment, les chercheurs ont découvert que des représentations irréductibles et des relations de compatibilité peuvent être utilisées pour déterminer si un matériau est un isolant topologique non trivial / trivial (satisfaisant aux relations de compatibilité) ou un semi-métal topologique (violant les relations de compatibilité), ce qui conduit à un grand nombre de matériaux topologiques prédits par des calculs théoriques.

Cependant, Les semi-métaux de Weyl vont au-delà de ce paradigme car l'existence des fermions de Weyl ne nécessite aucune protection de symétrie (sauf pour les symétries de translation du réseau). Maintenant, les gens prennent généralement une grille très dense dans la zone tridimensionnelle de Brillouin pour rechercher des fermions de Weyl avec une bande interdite nulle. En raison de la grande quantité de calcul nécessaire, cette méthode est très inefficace. Par conséquent, il ne peut pas être utilisé pour la recherche à haut débit de fermions de Wey. Compte tenu des énormes applications potentielles des semi-métaux de Weyl, il est urgent de concevoir un nouvel algorithme ou de définir un nouvel invariant topologique pour rechercher précisément et rapidement les fermions de Weyl.

Dans un ouvrage récent publié dans Bulletin scientifique , Gao et al. a proposé un nouvel invariant topologique χ dans les systèmes avec S 4 symétrie, qui peut être utilisé pour diagnostiquer efficacement l'existence de fermions de Weyl. En outre, pour les systèmes magnétiques, le non nul peut être révélé par les représentations irréductibles des états occupés sur S 4 k-points invariants. Ainsi, il réduit considérablement le coût de calcul pour la recherche des fermions de Weyl. Il convient de noter que ce nouvel invariant fonctionne à la fois pour les systèmes magnétiques et non magnétiques.

En appliquant cette méthode au criblage à haut débit dans les calculs des premiers principes, les auteurs ont prédit de nombreux nouveaux semi-métaux Weyl magnétiques et non magnétiques. Les observations expérimentales ont montré que ces semi-métaux de Weyl nouvellement découverts possèdent de nombreuses propriétés uniques, comme la magnétorésistance, supraconductivité, et les états vitreux de spin, etc. Ces matériaux fournissent des plates-formes réalistes pour de futures études expérimentales de l'interaction entre les fermions de Weyl et d'autres états exotiques.