香港大学 实验装置:人工声子晶体是由研究小组设计和制造的
扬声器阵列发出的声音通常从右侧传播，并激发声子晶体内部的相对论准粒子
微型麦克风连接在3D运动马达上，用于扫描压力场
学分:香港大学 根据我们现有的知识，声音通过屏障的完美传播很难实现，如果不是不可能的话
其他能量形式也是如此，比如光和热
香港大学分校校长张翔教授在加州大学伯克利分校担任教授期间领导的一个研究小组首次用实验证明了一个世纪前的量子理论，即相对论性粒子可以通过100%透射的屏障
研究结果已经发表在顶级学术期刊《科学》上
正如没有足够的能量积累，我们很难跳过厚厚的高墙
相比之下，据预测，量子世界中的微观粒子可以通过一个远远超出其能量的屏障，而不管屏障的高度或宽度如何，就好像它是“透明的”
早在1929年，理论物理学家奥斯卡·克莱因就提出相对论性粒子可以以100%的透射率垂直入射到势垒上，从而穿透势垒
科学家称这种奇异且违反直觉的现象为“克莱因隧道效应”理论
在接下来的100多年里，科学家们尝试了各种方法来实验性地测试克莱因隧道效应，但是这些尝试都不成功，并且仍然缺乏直接的实验证据
张教授的团队在人工设计的三角形晶格声子晶体中进行了实验
晶格的线性色散特性使得通过声音激发来模拟相对论狄拉克准粒子成为可能，这导致了克莱因隧穿的成功实验观察
声子晶体是通过在特殊图案中人工放置丙烯酸柱而制成的
学分:香港大学 “这是一个令人兴奋的发现
量子物理学家一直试图在基本粒子实验中观察克莱因隧穿，但这是一项非常困难的任务
张教授说:“我们设计了一种类似石墨烯的声子晶体，它可以激发相对论性的准粒子，但与石墨烯的天然材料不同，人造声子晶体的几何形状可以自由调整，以精确地达到理想的条件，这使得克莱恩隧穿的首次可怕的ct观测成为可能。”
这一成就不仅代表了基础物理学的突破，也为探索新兴的大规模系统提供了一个新的平台，这些系统将用于声音操纵、声音信号处理和声能采集等应用的片上逻辑器件
“在当前的声学通信中，界面上声能的传输损失是不可避免的
如果界面上的透射率可以增加到接近100%，声学通信的效率可以大大提高，从而打开尖端应用
当表面或界面在阻碍精确的声学探测(例如水下探测)时，这一点尤其重要
实验测量也有助于研究声子晶体中具有拓扑性质的准粒子的未来发展，这在其他系统中可能很难实现
曾任张团队成员，现任复旦大学电子工程系副研究员
医生
姜指出，这项研究成果也可能有益于生物医学设备
它有助于提高超声穿透障碍物并到达组织或器官等指定目标的准确性，从而提高超声诊断和治疗的精度
在现有实验的基础上，研究人员可以通过激发不同频率的声子晶体来控制准粒子的质量和色散，从而实现灵活的实验配置和对Klein隧穿的开/关控制
这种方法可以推广到其他人工结构的光学和热学研究中
它允许对准粒子或波前进行前所未有的控制，并有助于探索其他复杂的量子物理现象
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