Refracción negativa topológica de las ondas acústicas superficiales en un cristal fonónico de Weyl

Área de la Ciencia:

• Acústica y Ciencias de los Materiales
• Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Los fenómenos de onda como la reflexión y la refracción son cruciales para la fabricación de componentes de onda, por ejemplo, lentes ópticas.
• La refracción positiva dirige las ondas transmitidas al lado opuesto de la interfaz normal, mientras que la refracción negativa las dirige al mismo lado.
• La refracción negativa, observada en materiales artificiales, tiene aplicaciones potenciales en imágenes de súper resolución, pero la reflexión a menudo es un problema inevitable.

Objetivo del estudio:

• Para reportar la refracción negativa de las ondas de superficie topológicas en un cristal fonónico de Weyl.
• Investigar la prevención de la reflexión durante el proceso de refracción negativa.
• Explorar el diseño de dispositivos funcionales de ondas utilizando metamateriales acústicos topológicos.

Principales métodos:

• Utilizando un cristal fonético de Weyl, un análogo acústico de los semimetales de Weyl.
• Interfaces de ingeniería en los bordes unidimensionales que separan las facetas del cristal.
• Adaptación de terminaciones superficiales para controlar los contornos de frecuencia constante de las ondas acústicas superficiales.

Principales resultados:

• Se ha demostrado la refracción negativa de las ondas superficiales topológicas en interfaces cristalinas específicas.
• Se logra una refracción positiva en diferentes interfaces dentro de la misma muestra de cristal fonónico de Weyl.
• Impidió con éxito la reflexión de ondas no deseadas debido a los contornos abiertos de frecuencia constante de los estados de superficie topológicamente protegidos.

Conclusiones:

• Los cristales fonónicos de Weyl pueden albergar ondas de superficie topológicas que exhiben refracción negativa.
• Las propiedades únicas de los cristales de Weyl permiten la eliminación de la reflexión en la propagación de ondas.
• Este trabajo abre vías para diseñar dispositivos funcionales de onda avanzados con un control sin precedentes sobre el comportamiento de las ondas.