 可能是世界上最奇怪的“蹦床”，它不会蹦蹦跳跳，但是会左右摇摆，甚至可以滑过转角。但是没有人能在这个蹦床上玩耍，因为它还不到一毫米高。 这个微型“蹦床”只有 0.2 毫米宽，表面厚度只有大约两千万分之一毫米。上面规则分布的圆角三角形孔，赋予它一种独特的通透设计。尽管外观精致小巧，但这款“蹦床”几乎无法停止运动。一旦开始运动，它几乎不会损失任何动量，因而可以持续摆动很长时间。 这个“蹦床”表面不同的区域向不同的方向运动，包括向侧向移动。在“蹦床”中心还有一个特殊的区域。在这个区域内，运动路径是一个精确的三角形，使振动可以在拐角处完美转弯——这种运动方式在物理学中十分罕见的。 从弹跳到声子 如果没有人可以在上面玩耍，为什么还要设计这个“蹦床”呢？好吧，这种结构不是为娱乐设计的。康斯坦茨大学、哥本哈根大学和苏黎世联邦理工学院的物理学家们只是希望用它来演示新的声子传输方法。 “蹦床”实际上是声子的波导：一种由氮化硅制成的、可以振动的超薄膜。可以这么说，声子是“声量子”，即构成固体晶格振动基础的基本激发。使用这样的设计，物理学家想展示如何通过独特的表面结构（基于数学拓扑原理）让声子转过“拐角”而几乎没有动量损失。例如，在微芯片电路中，当信号需要在引导下转过边边角角时，这个能力就显得非常重要。 损耗最小的拓扑传输 这项研究的结果令人印象深刻：使用“蹦床”设计，声子甚至可以在引导下绕过狭窄的 120 度曲线而几乎没有动量损失，反弹回来的声子数量还不到总数的万分之一。康斯坦茨大学的物理学家 Oded Zilberberg 说“这种超低损耗特别适用于现代电信设备。” Zilberberg 对研究表面结构中的这些拓扑效应以及如何将它们用于实际应用很感兴趣。他认为使用这种方法可以为声子建造一条完整的通道。Zilberberg 完成了“蹦床”的具体设计。来自哥本哈根大学和苏黎世联邦理工学院的同事则将这个想法付诸实施。研究团队的研究结果最近发表在《自然》杂志上。 可但是，是否有可能建造一个可以让人上去玩耍的“蹦床”呢？“我其实已经考虑过了”，Zilberberg 笑着说。“这绝对会是一个有趣的实验。我认为该原理也适用于更大尺度的物体。”但是，任何人都不应该在不戴头盔的情况下尝试“人类大小”的秋千。 （本站转译自sciencedaily） |
