p Nestes tipos de estruturas, os sinais sonoros permanecem robustos e insensíveis ao ruído causado por impurezas e defeitos no material. No âmbito desta pesquisa, cientistas descobriram que o isolante topológico acústico pode atuar como um guia de ondas extremamente robusto, capaz de irradiar som em um raio muito estreito em direção ao campo distante. Este raio acústico focalizado pode ser extremamente importante para aplicações como testes não destrutivos por ultrassom ou em exames de ultrassom de diagnóstico em medicina e biologia, como apontado pelos pesquisadores. p Em um artigo, publicado recentemente no jornal Física das Comunicações junto com físicos da Universidade de Nanjing (China) e da Universidade de Stanford (EUA), os cientistas revisaram os estudos mais recentes sobre o desenvolvimento deste tópico relacionado à física quântica. Esta área de pesquisa está na vanguarda da física e ganhou o Prêmio Nobel de Física 2016. Os cientistas que realizaram este estudo queriam verificar se o fenômeno dos isolantes topológicos, tradicionalmente usado na física quântica para controlar sinais elétricos, poderia ter um efeito equivalente usando ondas sonoras.

p “A ideia era usar um conceito tão exótico que pudesse produzir possibilidades completamente novas para transdutores acústicos, sensores e guias de ondas. Além disso, de uma perspectiva mais física, significaria que certos efeitos na física quântica têm um equivalente na física clássica das ondas sonoras ", comenta um dos autores do estudo, Johan Christensen, do Departamento de Física da UC3M.

p Por esta, os pesquisadores queriam emular o chamado "efeito vale-Hall", usado para investigar a condução elétrica em diferentes materiais condutores e semicondutores. Este efeito significa que o campo magnético tende a separar as cargas positivas das negativas em direções opostas, portanto, os "vales" são os máximos e os mínimos de energia do elétron em um sólido de cristal. O equilíbrio é restaurado quando a força aplicada pelo campo elétrico gerado pela distribuição das cargas se opõe à força aplicada pelo campo magnético. Com o objetivo de emular uma versão acústica desse efeito Valley-Hall, os pesquisadores criaram um cristal macroscópico artificial inspirado na tecelagem de cestos japoneses conhecido como "kagome, “substituindo o bambu por pequenos cilindros de resina epóxi. O funcionamento desse cristal foi explicado no ano passado em diversos artigos publicados por Johan Christensen em revistas científicas Materiais avançados e Cartas de revisão física .

p "Curiosamente, os estados topológicos acústicos relacionados ao efeito vale-Hall mostram um vórtice circulante que, para nossa surpresa, produziu propriedades inesperadas e sem precedentes para a acústica ", explica Johan Christensen. "Nosso cristal Kagome mostrou uma resistência incrível contra defeitos pronunciados, curvas e voltas ao orientar o som sobre a superfície ou interface do cristal ".