声子高阶 Weyl 半金属的观察

Weyl 半金属是非凡的体系，其中诸如 Fermi 弧、赝规范场和量子反常等奇异现象源于晶体固体中电子以及光子与声子超材料中的拓扑能带简并。另一方面，高阶拓扑绝缘体揭示了超越传统体-边对应关系的引人入胜的多维拓扑物理。然而，高阶拓扑是否能在 Weyl 半金属中出现尚不清楚。在此，我们报道在其声子类比中发现高阶 Weyl 半金属，其展现出多维中拓扑保护的边界态。我们在具有单轴螺旋对称的手性声子晶体中实现了高阶 Weyl 半金属的物理实现。利用近场光谱，我们观察到表面上的手性 Fermi 弧以及铰链边界上新型铰链弧态。这些拓扑边界弧态连接了不同维度和方向上 Weyl 点的投影，从而证明了 Weyl 半金属中的高阶多维拓扑物理。我们的研究建立了晶体材料中高阶拓扑与 Weyl 物理之间的基本联系，并揭示了高阶拓扑半金属的新视野，其中可能出现诸如高阶拓扑节线等前所未有的材料。