Geen eerdere theorie had voorzien dat de reacties zo groot zouden zijn! Wetenschappers "porden" drie kristallen met lichtpulsen. Onverwacht, de kristallen vertoonden de grootste niet-lineaire optische respons van alle bekende kristallen. De respons was een enorme hoeveelheid verschillend gekleurd licht met tweemaal de frequentie van de puls. Deze kristallen maken deel uit van een nieuwe klasse materialen die bekend staat als Weyl-halfmetalen.

Dit werk daagt ons denken over optische reacties in Weyl-halfmetalen uit. We hadden verwacht dat lichtpulsen verschillend gekleurd licht zouden produceren met twee keer de frequentie, maar niet zo'n enorme respons. De oorsprong van deze gigantische reactie is onbekend! Deze studie stimuleert nu al de ontwikkeling van fundamenteel nieuwe theorieën over deze reacties. Deze materialen zijn veelbelovend voor pakketpenetrerende sensoren, nachtkijker, en andere apparaten.

Weyl-fermionen zijn nieuwe deeltjes waarvan werd voorspeld dat ze zouden worden gezien in experimenten met hoge-energiefysica, maar die niet zijn waargenomen. Echter, wetenschappers hebben onlangs deze deeltjes waargenomen als een opkomende eigenschap van elektronen in een unieke reeks halfmetalen materialen. Recente studies hebben aangetoond dat Weyl-halfmetalen een onverwacht grote niet-lineaire optische respons vertonen. Deze respons geeft aanleiding tot het grootste optische tweede harmonische generatie-effect van alle bekende kristallen. Deze waarnemingen werden gedaan in de overgangsmetaalsystemen:tantaalarsenide (TaAs), tantaalfosfide (TaP), en niobiumarsenide (NbAs). EEN

Hoewel het uit symmetrie-overwegingen duidelijk was dat er een niet-lineaire respons zou zijn in deze systemen, er was geen theoretische voorspelling die de grote omvang van de waargenomen respons suggereerde. In vergelijking met andere bekende niet-lineaire kristallen, de niet-lineaire optische respons in deze systemen is een factor 10 tot 100 groter. Gezien de onverwachte respons, wetenschappers verwachten dat deze bevindingen de ontwikkeling van geavanceerde ab initio-methoden zullen stimuleren om niet-lineaire optische responsfuncties in deze materialen te berekenen.

Ook, Weyl-halfmetalen zullen naar verwachting een breed scala aan opto-elektronische toepassingen hebben als materialen voor de ontwikkeling van terahertz-generatoren en ver-infraroodstralingsdetectoren.