Forschung: Weyl Halbmetalle geben neue Perspektive auf Teilchenphysik-Effekt

Weyl Halbmetalle sind durch topologisch stabile Knotenpunkte im Energiespektrum gekennzeichnet, welche Quanten-Anomalien wie etwa die aus der Hochenergiephysik bekannte chirale Anomalie bedingen. Die kürzliche Realisierung von Weyl Halbmetallen in mehreren Materialsystemen ermöglicht nun den experimentelle Nachweis solcher subtiler Quanteneffekte in Experimenten an Festkörpern. In dieser Arbeit wird der Einfluss langreichweitiger Wechselwirkungen auf die physikalischen Eigenschaften von Weyl Halbmetallen untersucht. Mit Hilfe eines exakt lösbaren Modells wird gezeigt, dass solche Korrelationen zum Auftreten ungepaarter Weyl-Punkte führen können, die in nichtwechselwirkenden Systemen fundamental verboten sind. Mit dem Einschalten eines Magnetfeldes zeigt sich, dass die chirale Anomalie des Weyl Halbmetalls sogar bei derart extremen Wechselwirkungen qualitativ robust bleibt. Weiterhin wird untersucht, wie sich die topologisch geschützten Oberflächenzustände des Halbmetalls durch die langreichweitigen Wechselwirkungen verändern.

T. Meng, J. C. Budich,
Unpaired Weyl Nodes from Long-Ranged Interactions: Fate of Quantum Anomalies,
Phys. Rev. Lett. 122, 04602 (2019)