El cristal fonónico de Weyl y las sierras protegidas topológicamente. a, Una imagen de la muestra experimental. B, Vista superior esquemática de la muestra basada en tres capas. XZ1, YZ1, XZ2 e YZ2 etiquetan las cuatro superficies laterales. C, Geometría de la celda unitaria, con a =h =3b =29,4 mm. d – f, Vistas frontales de las tres superficies XZ1, YZ1, y XZ2, respectivamente. En cada superficie, la estrella roja indica la posición de una fuente de sonido en forma de punto para generar SAW quirales unidireccionales de manera experimental y los segmentos coloreados en las inserciones indican las estructuras finas de la terminación de la superficie. gramo, Dispersiones de banda masiva simuladas a lo largo de direcciones de alta simetría. Las líneas de color representan las tres bandas más bajas. h, La primera zona de Brillouin a granel del cristal fonónico de Weyl y las zonas de Brillouin de superficie proyectadas asociadas. Las esferas coloreadas en gyh etiquetan los puntos de Weyl con diferentes cargas topológicas. i – k, Dispersiones SAW simuladas (líneas verdes) a kz =0.5π / h para las tres superficies laterales XZ1, YZ1 y XZ2, respectivamente, coinciden muy bien con nuestras medidas (colores brillantes en la escala de colores, que representa la transformación de Fourier del campo de presión medido). l – n, Los EFC correspondientes en las zonas de Brillouin de superficie extendida, simulado y medido a la frecuencia Weyl de 5,75 kHz. Las regiones grises muestran las bandas de volumen proyectadas, las esferas azules etiquetan los puntos de Weyl proyectados K y K ′, y las flechas verdes indican las direcciones de las velocidades del grupo SAW. Crédito: Naturaleza (2018). DOI:10.1038 / s41586-018-0367-9
Un equipo de investigadores con miembros de la Universidad de Wuhan y la Universidad de Texas ha creado un material artificial que ofrece refracción negativa y no reflexión. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe su material, cómo se hizo, y posibles usos para ella. Baile Zhang, de la Universidad Tecnológica de Nanyang, ofrece un artículo de Noticias y opiniones sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista.
Como la mayoría de los niños aprenden en la escuela, cuando los rayos de luz inciden en una masa de agua, algunos están doblados por el agua, mientras que otros se reflejan. Baile señala que en tales situaciones, los rayos incidentes y refractados terminan en lados opuestos de la superficie del agua, que los ópticos describen como la norma. También señala que esto es lo que sucede con prácticamente todos los materiales de la naturaleza. Pero también señala que la teoría sugiere que debería ser posible crear materiales que violen la norma. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han creado tal material.
Los investigadores informan que hicieron el nuevo material estudiando primero las propiedades de un semimetal de Weyl, un material cuántico descubierto recientemente que tiene propiedades topológicas interesantes. Para aplicar lo aprendido a un material no metálico, crearon placas de tres capas de cristales fonónicos utilizando epoxi y otros materiales (formados de una manera específica). Luego apilaron las placas torcidas en sentido antihorario en 2π / 3 a lo largo del eje vertical. Al hacerlo, encontraron que el material resultante no solo exhibía refracción negativa, pero también absorbió todas las ondas acústicas dirigidas a él, reflejando ninguno.
Baile sugiere que el material podría sentar las bases para nuevos desarrollos en muchas áreas, si se puede crear un material similar para que se comporte de la misma manera con ondas ópticas, por ejemplo, eso podría conducir a nuevos tipos de sistemas ópticos. Señala que tal material probablemente también podría encontrar muchos usos en sistemas acústicos, como dispositivos ultrasónicos mejorados. Además, señala que los materiales sin reflejos podrían mejorar la eficiencia de muchos dispositivos actuales.
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