拓撲聲學在合成空間中的首次實現

Physics Review Letters(《物理評論快報》)近日在線發表了劉正猷、邱春印團隊最新研究成果。該成果的意義在於:拓撲聲學在合成空間中的首次實現,揭示了利用易於實現和檢測的低維聲學系統探測高維拓撲現象的可能性。

論文題為“Probing Weyl Physics with One-Dimensional Sonic Crystals”(《用一維聲子晶體探測三維外爾物理》)。武漢大學為唯一署名單位,物理科學與技術學院博士生範喜迎為第一作者,通訊作者為邱春印、劉正猷教授。該研究受到國家自然科學基金委項目資助。

外爾(Weyl)半金屬是一種三維固體材料,具有許多獨特的特性,如手性異常和拓撲費米弧表面態等。近期,人們已經將外爾物理研究推廣到三維聲子晶體中。本文利用簡單的一維聲子晶體外加兩個額外的結構參數,構造、合成了虛擬的三維空間以及外爾點(圖1),探索外爾材料中的物理現象。基於精確的超聲實驗,研究人員不僅第一次直接觀察到了合成空間中的外爾點(圖2),還驗證了與合成外爾點拓撲穩定性相關的反射相位奇異性(圖3),進而檢測了該合成體系中的拓撲非平庸界面態及其傳輸特性。

拓撲聲學在合成空間中的首次實現

圖1:利用一維聲子晶體和兩個額外的幾何參數構建虛擬的三維空間,實現合成的外爾點。

拓撲聲學在合成空間中的首次實現

圖2:實驗探測合成外爾點。

拓撲聲學在合成空間中的首次實現

圖3:實驗探測反射位相的渦旋結構及檢測拓撲邊界態。

原文鏈接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.136802


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