南京大學(xué)物理學(xué)院教授劉曉峻和程營課題組首次基于碳納米管(CNT)薄膜的熱聲效應(yīng)提出了一種構(gòu)建等效聲學(xué)增益介質(zhì)的新機(jī)制，并實現(xiàn)了受拓?fù)浔Ｗo(hù)的新型非厄米耳語回廊，獲得了對不同手性聲波回廊模式的精準(zhǔn)調(diào)控和定向分離。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然》。
耳語回廊是1878年Rayleigh爵士在研究倫敦圣保羅大教堂時首次發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典聲學(xué)現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)人在拱廊一側(cè)輕聲說話時，聲音經(jīng)由教堂的穹頂，會清晰地傳播到另一側(cè)的墻壁。耳語回廊的物理原理可被用于捕獲微弱的聲信號，為微弱聲信息的傳輸和探測創(chuàng)造條件。
拓?fù)溥吔鐟B(tài)受到拓?fù)浔Ｗo(hù)而對結(jié)構(gòu)缺陷具有一定的魯棒性，使得基于拓?fù)湎到y(tǒng)的耳語回廊在保密通信、傳感技術(shù)等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用前景。目前拓?fù)湎到y(tǒng)研究的理論框架主要建立于厄米體系，對非厄米體系拓?fù)湮锢淼难芯空幱谔剿麟A段。那么，有沒有可能在非厄米拓?fù)湮锢碇邪l(fā)現(xiàn)更加新奇、獨(dú)特的耳語回廊現(xiàn)象?
研究團(tuán)隊基于CNT薄膜的熱聲效應(yīng)提出了一種構(gòu)建等效聲學(xué)增益介質(zhì)的新機(jī)制，實驗實現(xiàn)了受拓?fù)浔Ｗo(hù)的非厄米耳語回廊結(jié)構(gòu)，并通過調(diào)節(jié)實驗參量將初基原胞內(nèi)各單元相位鎖定以調(diào)控系統(tǒng)的非厄米性，進(jìn)而選擇性地激發(fā)出具有不同旋轉(zhuǎn)手性的回廊共振模式，最終將增強(qiáng)放大后的聲波耦合輸出為高指向性聲束。
該工作將非厄米物理學(xué)和類拓?fù)浣^緣體這兩個當(dāng)前重要的前沿領(lǐng)域相結(jié)合，開辟了等效聲學(xué)增益介質(zhì)的新途徑，為基于經(jīng)典聲波體系研究非厄米拓?fù)湮锢碇械男缕娆F(xiàn)象提供了新方向。相關(guān)技術(shù)方案有望推動非厄米拓?fù)渎晫W(xué)的發(fā)展和應(yīng)用，在聲學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生影響。(溫才妃)
關(guān)鍵詞： 非厄米拓?fù)涠Z回廊 等效聲學(xué)增益介質(zhì)
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