纽约市立大学高级科学研究中心 信用:CC0公共领域 在物理学和工程学的一项突破中，来自纽约市立大学研究生中心高等科学研究中心光子学倡议和佐治亚理工学院的研究人员首次展示了基于时间调制的拓扑顺序
这一进展使研究人员能够沿着拓扑超材料的边界传播声波，而不会有波向后传播或被材料缺陷阻碍的风险
发表在《科学进步》杂志上的新发现将为更便宜、更轻的设备铺平道路，这些设备使用更少的电池电量，并且可以在恶劣或危险的环境中工作
该论文的作者是纽约大学ASRC光子学项目的创始主任、纽约大学研究生中心物理学教授安德里亚·阿勒、博士后研究助理向妮，以及佐治亚理工学院的阿米尔·阿尔达比和迈克尔·利米
拓扑学领域研究不受连续变形影响的对象的属性
在拓扑绝缘体中，电流可以沿着物体的边界流动，并且这种流动不会被物体的缺陷打断
超材料领域的最新进展已经扩展了这些特性，以遵循类似的原理来控制声音和光的传播
特别是，之前来自奥勒实验室和纽约城市大学物理教授亚历山大·卡尼卡耶夫的工作使用几何不对称在三维印刷声学超材料中创建拓扑顺序
在这些物体中，声波被限制沿着物体的边缘和尖角传播，但有一个显著的缺点:这些波没有被完全限制——它们可以以相同的特性向前或向后传播
这种效应固有地限制了这种方法对声音拓扑顺序的整体稳健性
某些类型的无序或不完美确实会反射沿着物体边界传播的声音
这一最新实验克服了这一挑战，表明时间反转对称破缺，而不是几何不对称，也可以用来诱导拓扑秩序
使用这种方法，声音传播变得真正单向，并对无序和不完美有很强的鲁棒性 “这一结果是拓扑物理学的一个突破，因为我们已经能够展示从时间变化中出现的拓扑顺序，这与基于几何不对称的拓扑声学的大量工作不同，也更有优势，”阿尔说
“以前的方法本质上要求存在一个可以反射声音的反向通道，这本质上限制了它们的拓扑保护
通过时间调制，我们可以抑制反向传播并提供强大的拓扑保护
" 研究人员设计了一种由圆形压电谐振器阵列组成的设备，这些谐振器排列成重复的六边形，像蜂窝网格一样，并与聚乳酸制成的薄圆盘结合在一起
然后他们把这个连接到外部电路，外部电路提供一个时间调制信号，打破时间反转对称性
另外，他们的设计允许可编程性
这意味着它们能够以最小的损耗沿着各种不同的可重构路径引导波
阿尔说，使用表面声波技术的超声波成像、声纳和电子系统都可以从这一进步中受益
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
