Ua faia le alualu i luma i le suʻesuʻeina o le gaioiga vave tele o Weil quasiparticles o loʻo pulea e lasers.

Ua faia le alualu i luma i le suʻesuʻeina o le gaioiga vave tele o Weil quasiparticles o loʻo pulea elasers

I tausaga talu ai nei, o suʻesuʻega faʻateorē ma faʻataʻitaʻiga i luga o tulaga quantum topological ma meafaitino quantum topological ua avea ma autu vevela i le matata o le fisiki o mea faʻapipiʻi. I le avea ai o se manatu fou o le faʻavasegaina o mea, o le faʻatulagaga topological, e pei o le symmetry, o se manatu autu i le fisiki o mea faʻapipiʻi. O se malamalamaga loloto i le topology e fesoʻotaʻi ma faʻafitauli autu i le fisiki o mea faʻapipiʻi, e pei o le fausaga eletise autu ovaega kuantum, suiga o le vaega quantum ma le fa'aosofia o le tele o elemene e le minoi i vaega quantum. I mea tau topology, o le feso'ota'iga i le va o le tele o tikeri o le sa'olotoga, e pei o electrons, phonons ma spin, e iai sona sao taua i le malamalama ma le fa'atonutonuina o meatotino o meafaitino. E mafai ona fa'aogaina le fa'aosofia o le malamalama e iloa ai le eseesega o fegalegaleaiga eseese ma fa'atonutonuina le tulaga o le meafaitino, ma e mafai ona maua fa'amatalaga e uiga i meatotino fa'aletino autu o meafaitino, suiga o le vaega fa'atulagaina, ma tulaga fou o le quantum. I le taimi nei, o le sootaga i le va o amioga macroscopic o meafaitino topological e fa'amalosia e le fanua malamalama ma o latou fausaga microscopic atomic ma meatotino eletise ua avea ma sini su'esu'e.

O le amioga tali atu o le photoelectric o mea topological e fesoʻotaʻi vavalalata ma lona fausaga eletise microscopic. Mo semi-metal topological, o le faʻaosofia o le avetaʻavale e lata ane i le fetaulaiga o fusi e matua maaleale lava i uiga o le galu o le faiga. O le suʻesuʻeina o mea vaaia e le o laina i totonu o semi-metal topological e mafai ona fesoasoani ia i tatou e malamalama atili ai i meatotino faaletino o tulaga faʻaosofia o le faiga, ma e faʻamoemoeina o nei aafiaga e mafai ona faʻaaogaina i le gaosiga omasini va'aima le mamanuina o sela o le la, ma maua ai ni faʻaoga aoga i le lumanaʻi. Mo se faʻataʻitaʻiga, i totonu o se Weyl semi-metal, o le mitiia o se photon o le malamalama faʻataʻamilomilo o le a mafua ai ona liliu le vili, ma ina ia ausia le faʻasaoina o le angular momentum, o le electron excitation i itu uma e lua o le Weyl cone o le a tufatufaina atu i le itu o le faʻasalalauina o le malamalama faʻataʻamilomilo, lea e taʻua o le chiral selection rule (Ata 1).

O le suʻesuʻega faʻateorē o mea faʻapitoa e le o ni laina opitika o meafaitino topological e masani ona faʻaaogaina le metotia o le tuʻufaʻatasia o le fuafuaina o meatotino o le tulaga o le eleele o meafaitino ma le auʻiliʻiliga o le symmetry. Peitaʻi, o lenei metotia e iai ni faʻaletonu: e leai ni faʻamatalaga faʻaonaponei i le taimi moni o avefeʻau faʻaosofia i le avanoa o le momentum ma le avanoa moni, ma e le mafai ona faʻatuina se faʻatusatusaga tuʻusaʻo ma le metotia o le iloa o le taimi. E le mafai ona mafaufauina le fesoʻotaʻiga i le va o electron-phonons ma photon-phonons. Ma e taua tele lenei mea mo nisi suiga o vaega e tutupu. E le gata i lea, o lenei auʻiliʻiliga faʻateorē e faʻavae i luga o le teoria o le perturbation e le mafai ona feagai ma faiga faʻaletino i lalo o le fanua malamalama malosi. O le faʻataʻitaʻiga o le time-dependent density functional molecular dynamics (TDDFT-MD) e faʻavae i luga o mataupu faavae muamua e mafai ona foia ai faʻafitauli o loʻo i luga.

Talu ai nei, i lalo o le taitaiga a le saienitisi o Meng Sheng, le saienitisi o Guan Mengxue ma le tamaititi aoga o Wang En o le SF10 Group o le State Key Laboratory of Surface Physics o le Institute of Physics o le Chinese Academy of Sciences/Beijing National Research Center for Concentrated Matter Physics, faatasi ai ma le Polofesa Sun Jiatao o le Beijing Institute of Technology, na latou faaaogaina ai le polokalama faakomepiuta o le TDAP e atiina ae e le tagata lava ia. O loo suesueina uiga o le tali atu o le quastiparticle excitation i le ultrafast laser i le ituaiga lona lua o le Weyl semi-metal WTe2.

Ua faʻaalia o le faʻaosofia faʻapitoa o avefeʻau e lata ane i le Weyl point e fuafuaina e le atomic orbital symmetry ma le transition selection rule, lea e ese mai le tulafono masani o le spin selection mo le chiral excitation, ma o lona ala faʻaosofia e mafai ona pulea e ala i le suia o le polarization direction o le linearly polarized light ma le photon energy (ATA 2).

O le fa'aosofiaga lē tutusa o avefe'au e fa'aosofia ai le tafe mai o ata i itu eseese i le avanoa moni, lea e a'afia ai le itu ma le tutusa o le pa'ū i le va o vaega o le faiga. Talu ai o meatotino fa'atopolo o le WTe2, e pei o le aofa'i o Weyl points ma le tikeri o le vavae'esega i le avanoa o le momentum, e matua fa'alagolago lava i le tutusa o le faiga (Ata 3), o le fa'aosofiaga lē tutusa o avefe'au o le a aumaia ai amioga eseese o Weyl quastiparticles i le avanoa o le momentum ma suiga talafeagai i meatotino fa'atopolo o le faiga. O le mea lea, o le su'esu'ega e maua ai se ata manino o le vaega mo suiga o le vaega fa'atopolo (Ata 4).

O faʻaiʻuga o loʻo faʻaalia ai e tatau ona uaʻi atu i le chirality o le carrier excitation e lata ane i le Weyl point, ma e tatau ona iloiloina meatotino atomic orbital o le wave function. E tutusa aafiaga o mea e lua ae e manino lava le eseese o le faiga, lea e maua ai se faʻavae faʻateorē mo le faʻamatalaina o le singularity o Weyl points. E le gata i lea, o le metotia faʻakomepiuta na faʻaaogaina i lenei suʻesuʻega e mafai ona malamalama loloto i fegalegaleaiga faigata ma amioga faʻa-dynamical i le atomic ma le electronic levels i se taimi vave tele, faʻaalia a latou faiga microphysical, ma e faʻamoemoeina o se meafaigaluega mamana mo suʻesuʻega i le lumanaʻi i luga o mea faʻapitoa e le o ni linear optical i mea topological.

O loʻo i totonu o le mekasini o le Nature Communications ia taunuuga. O loʻo lagolagoina le galuega suʻesuʻe e le Fuafuaga Autu mo Suʻesuʻega ma Atinaʻe a le Atunuʻu, le Faʻavae mo Saienisi Faʻalenatura a le Atunuʻu ma le Poloketi Faʻataʻitaʻi (Vaega B) a le Aʻoga o Saienisi a Saina.

ATA.1.a. O le tulafono o le filifilia o le chirality mo Weyl points ma le faailoga chirality lelei (χ=+1) i lalo o le malamalama fa'ata'amilomilo; Fa'aosofiaga filifilia ona o le atomic orbital symmetry i le Weyl point o le b. χ=+1 i le malamalama fa'ata'amilomilo i luga ole laiga

ATA 2. Ata o le fausaga atomika o le a, Td-WTe2; b. Fausaga o le fusi e lata ane i le luga o Fermi; (c) Fausaga o le fusi ma sao taua o le atomic orbitals o loʻo tufatufa atu i luga o laina tutusa maualuluga i le itulagi o Brillouin, o aū (1) ma le (2) o loʻo faʻatusalia ai le faʻaosofia e lata ane pe mamao mai Weyl points, i le faasologa lava lea; d. Faʻateleina o le fausaga o le fusi i luga o le itu o le Gamma-X

ATA.3.ab: O le gaioiga fa'atatau i le va o vaega o le itu fa'a-polarized light polarization i luga o le A-axis ma le B-axis o le tioata, ma le faiga o gaioiga talafeagai o lo'o fa'aalia; C. Fa'atusatusaga i le va o le simulation fa'ateorē ma le mata'ituina fa'ata'ita'i; de: Symmetry evolution o le faiga ma le tulaga, numera ma le tikeri o le vavae'eseina o vaega e lua e sili ona latalata i le Weyl i le kz=0 plane

ATA 4. Suiga o le vaega phototopological i le Td-WTe2 mo le malosiaga o le photon malamalama fa'a-polarized linearly (?) ω) ma le ata o le vaega e fa'alagolago i le itu o le polarization (θ).