東京大学と東北大学は，強相関ワイル金属として知られるマンガン化合物に強い光を照射して極端非平衡状態を作ることで，平衡状態とは質的に異なる伝導特性が現れることを発見した（ニュースリリース）。
マンガンとスズの合金であるMn3Snは，磁気秩序に由来して有効質量ゼロの磁性ワイル粒子が現れることが初めて実験で示されたトポロジカル物質の代表例となっている。
さらに磁化を持たないにも関わらず巨大な異常ホール効果を示すことから，次世代のスピントロニクス材料としても期待されている。一方で，その電子状態は多くの謎に包まれている。
電子相関が強く働くことが角度分解光電子分光の研究等から明らかにされており，電流を担うキャリアの有効質量は自由電子の10倍以上にものぼるほか，移動度も極めて低いという，いわゆるバッドメタルであることが知られている。
そのためワイル粒子としての電子の伝導特性を直接観測することは容易ではない。しかしこれまでのMn3Snのほとんどの研究では磁気秩序とトポロジカルな性質の報告が主であり，電子相関とトポロジーが絡み合った新しい現象の発見が待たれていた。
研究グループは，Mn3Snに強い光を照射して生じる極端非平衡状態の性質を調べる実験を考案した。強い電子相関を持つ物質に光パルスを照射して自由電子を大量に注入すると，電子相関が遮蔽されて弱まることで平衡状態とは異なる相が実現するという光誘起相転移の研究がこれまで多くの物質で行なわれてきた。
そのアイデアをMn3Snに適用し，光で作った非平衡状態においてさらにテラヘルツパルスを照射することで，伝導度スペクトルを100フェムト秒以下の時間分解能で計測するという実験を行なった。
この研究の大きな特徴は，磁場中で試料を透過したテラヘルツパルスの偏光回転を精密に計測することで，電場と垂直に流れる電流を表すホール伝導度スペクトルを調べたこと。ホール伝導には，外部磁場によって生じる正常ホール効果と，物質内の磁気秩序に由来する異常ホール効果の二つがある。
前者はキャリア移動度が高いほど強く観測される一方，後者は物質のトポロジカルな性質を強く反映する。テラヘルツ周波数帯のスペクトルとしてホール伝導度の周波数依存性を調べることで，正常ホール効果と異常ホール効果を区別することが可能となっている。
研究グループは，この研究で初めて用いられた，強い光パルスで極端非平衡状態を作って磁場中でテラヘルツパルスの偏光回転を調べるという手法は，Mn3Snに限らず他の強相関物質においてもその性質を解明し制御する上で重要な手法になるとしている。
