Il cristallo fononico Weyl e le SAW topologicamente protette. un, Un'immagine del campione sperimentale. B, Vista schematica dall'alto del campione a tre strati. XZ1, YZ1, XZ2 e YZ2 etichettano le quattro superfici laterali. C, Geometria della cella elementare, con a = h = 3b = 29,4 mm. d-f, Viste frontali delle tre superfici XZ1, YZ1, e XZ2, rispettivamente. Ad ogni superficie, la stella rossa indica la posizione di una sorgente sonora puntiforme per generare sperimentalmente SAW chirali unidirezionali e i segmenti colorati negli inserti indicano le strutture fini della terminazione superficiale. G, Dispersioni di banda di massa simulate lungo direzioni ad alta simmetria. Le linee colorate rappresentano le tre bande più basse. h, La prima zona di Brillouin di massa del cristallo fononico di Weyl e le zone di Brillouin della superficie proiettata associate. Le sfere colorate in g e h etichettano punti Weyl con diverse cariche topologiche. io-k, Dispersioni SAW simulate (linee verdi) a kz = 0.5π/h per le tre superfici laterali XZ1, YZ1 e XZ2, rispettivamente, concordano molto bene con le nostre misurazioni (colori accesi nella scala dei colori, che rappresenta la trasformazione di Fourier del campo di pressione misurato). l-n, Gli EFC corrispondenti nelle zone di Brillouin a superficie estesa, simulato e misurato alla frequenza Weyl di 5,75 kHz. Le regioni grigie mostrano le bande di massa proiettate, le sfere blu etichettano i punti di Weyl proiettati K e K′, e le frecce verdi indicano le direzioni delle velocità del gruppo SAW. Credito: Natura (2018). DOI:10.1038/s41586-018-0367-9
Un team di ricercatori con membri dell'Università di Wuhan e dell'Università del Texas ha creato un materiale artificiale che offre sia rifrazione negativa che nessuna riflessione. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive il loro materiale, come è stato fatto, e possibili usi per esso. Baile Zhang con la Nanyang Technological University offre un pezzo di News &Views sul lavoro svolto dal team nello stesso numero della rivista.
Come la maggior parte dei bambini impara a scuola, quando i raggi di luce colpiscono uno specchio d'acqua, alcuni sono piegati dall'acqua, mentre altri si riflettono. Baile osserva che in tali situazioni, i raggi incidente e rifratto si snodano sui lati opposti della superficie dell'acqua, che gli ottici descrivono come la norma. Nota anche che questo è ciò che accade praticamente con tutti i materiali in natura. Ma osserva anche che la teoria suggerisce che dovrebbe essere possibile creare materiali che violino la norma. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato proprio un tale materiale.
I ricercatori riferiscono di aver realizzato il nuovo materiale studiando prima le proprietà di un semimetallo Weyl, un materiale quantistico scoperto di recente che ha interessanti proprietà topologiche. Per applicare ciò che hanno imparato a un materiale non metallico, hanno creato lastre a tre strati di cristalli fononici utilizzando materiali epossidici e altri materiali (formati in modo specifico). Hanno quindi impilato i piatti in modo ruotato in senso antiorario di 2/3 lungo l'asse verticale. Così facendo, hanno scoperto che il materiale risultante non solo mostrava una rifrazione negativa, ma assorbiva anche tutte le onde acustiche ad essa rivolte, riflettendo nessuno.
Baile suggerisce che il materiale potrebbe gettare le basi per nuovi sviluppi in molte aree:se un materiale simile può essere creato per comportarsi allo stesso modo con le onde ottiche, Per esempio, che potrebbe portare a nuovi tipi di sistemi ottici. Nota che un tale materiale potrebbe probabilmente trovare molti usi anche nei sistemi acustici, come dispositivi ad ultrasuoni migliorati. Nota inoltre che i materiali privi di riflessi potrebbero migliorare l'efficienza di molti dispositivi attuali.
© 2018 Phys.org
