O cristal fonônico de Weyl e SAWs protegidos topologicamente. uma, Uma imagem da amostra experimental. b, Vista superior esquemática da amostra com base em três camadas. XZ1, YZ1, XZ2 e YZ2 rotulam as quatro superfícies laterais. c, Geometria da célula unitária, com a =h =3b =29,4 mm. d – f, Vistas frontais das três superfícies XZ1, YZ1, e XZ2, respectivamente. Em cada superfície, a estrela vermelha indica a posição de uma fonte de som semelhante a um ponto para gerar experimentalmente SAWs quirais unidirecionais e os segmentos coloridos nas inserções indicam as estruturas finas da terminação da superfície. g, Dispersões de banda em massa simuladas ao longo de direções de alta simetria. As linhas coloridas representam as três bandas mais baixas. h, A primeira zona de Brillouin em massa do cristal fonônico de Weyl e as zonas de Brillouin de superfície projetada associadas. As esferas coloridas em g e h marcam pontos de Weyl com diferentes cargas topológicas. i – k, Dispersões SAW simuladas (linhas verdes) em kz =0,5π / h para as três superfícies laterais XZ1, YZ1 e XZ2, respectivamente, concordam muito bem com nossas medidas (cores brilhantes na escala de cores, que representa a transformação de Fourier do campo de pressão medido). l – n, Os EFCs correspondentes nas zonas de Brillouin de superfície estendida, simulado e medido na frequência Weyl de 5,75 kHz. As regiões cinzas exibem as bandas em massa projetadas, as esferas azuis rotulam os pontos Weyl projetados K e K ′, e as setas verdes indicam as direções das velocidades do grupo SAW. Crédito: Natureza (2018). DOI:10.1038 / s41586-018-0367-9
Uma equipe de pesquisadores com membros da Wuhan University e da University of Texas criou um material artificial que oferece refração negativa e nenhuma reflexão. Em seu artigo publicado na revista Natureza , o grupo descreve seu material, como foi feito, e possíveis usos para ele. Baile Zhang, da Universidade Tecnológica de Nanyang, oferece um artigo News &Views sobre o trabalho realizado pela equipe na mesma edição do jornal.
Como a maioria das crianças aprende na escola, quando os raios de luz atingem um corpo de água, alguns são curvados pela água, enquanto outros são refletidos. Baile observa que, em tais situações, os raios incidentes e refratados acabam em lados opostos da superfície da água - o que os ópticos descrevem como a norma. Ele também observa que isso é o que acontece com praticamente todos os materiais da natureza. Mas ele também observa que a teoria sugere que deveria ser possível criar materiais que violam a norma. Neste novo esforço, os pesquisadores criaram exatamente esse material.
Os pesquisadores relatam que fizeram o novo material estudando primeiro as propriedades de um semimetal de Weyl - um material quântico descoberto recentemente que tem propriedades topológicas interessantes. Para aplicar o que aprenderam a um material não metálico, eles criaram placas de três camadas de cristais fonônicos usando epóxi e outros materiais (moldados de maneira específica). Eles então empilharam as placas torcidas no sentido anti-horário em 2π / 3 ao longo do eixo vertical. Ao fazê-lo, eles descobriram que o material resultante não apenas exibiu refração negativa, mas também absorveu todas as ondas acústicas destinadas a ele, refletindo nenhum.
Baile sugere que o material pode estabelecer a base para novos desenvolvimentos em muitas áreas - se um material semelhante puder ser criado para se comportar da mesma forma com ondas ópticas, por exemplo, que pode levar a novos tipos de sistemas ópticos. Ele observa que tal material provavelmente poderia encontrar muitos usos em sistemas acústicos também, como dispositivos ultrassônicos aprimorados. Ele observa ainda que os materiais sem reflexão podem melhorar a eficiência de muitos dispositivos atuais.
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