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刘正猷团队在声子声波领域取得突出成果
发布时间:2017-01-10 14:13:30  点击数:

武大新闻网讯(通讯员张一飞)2016年12月26日,Nature(《自然》)子刊Nature Physics(《自然·物理》)在线发表了物理科学与技术学院有关声学研究的学术论文。

该文题为Observation of topological valley transport of sound in sonic crystals(《声子晶体中的拓扑谷输运》)。第一署名单位为武汉大学,物理科学与技术学院博士生陆久阳为第一作者,邱春印副教授、刘正猷教授为通讯作者。该论文受到科技部973项目、国家自然科学基金委基金项目资助。

人们熟知,由于缺乏类似电荷、自旋等自由度,流体中的声波不容易被电场、磁场等外场所调控。刘正猷课题组的一项研究表明,某些声子晶体中存在一种“谷态”自由度,调节它可以实现新的声波操控方式。形象地讲,“谷态”声场就像是一个个声涡旋组成的阵列,调节声场的传播方向,人们可以控制涡旋的旋转取向。这项工作于2016年2月发表在物理顶级期刊Phys.Rev.Lett.《物理评论快报》上。

基于上述研究,该课题组进一步揭示了这种声子晶体可以进一步分类,它们由“谷态”的涡旋取向、涡旋中心位置共同刻画。利用这两种不同类型的声子晶体,人们可以构造各种弯曲形状的通道,声波在其中可以顺利地“行走”,就好比秩序良好的单向车道一样。基于该现象,人们可以设计节能的新型声波集成器件。有趣的是,类似的设计原理对其他经典波也适用。例如,人们也可以制造光波的“快车道”,从而催生全新的应用。

值得一提的是,该课题组长期研究人工结构中的声波新颖传播特性,累计在《物理评论快报》上发表研究论文10篇以上,这些研究成果引起国际同行的广泛关注。为表彰刘正猷在声子、声波领域的贡献,2015年国际声子学学会授予他Brillouin(布里渊)奖。

声波在拐弯通道内自由地传播

(供图:张一飞  编辑:陈丽霞)