據(jù)外媒報道，紐約市立大學-城市學院（CCNY）的一個團隊的新研究發(fā)現(xiàn)了一種結(jié)合兩種不同物質(zhì)狀態(tài)的新方法,。

　　這是將拓撲光子與晶格振動（也被稱為聲子）結(jié)合起來,，以穩(wěn)健和可控的方式操縱其傳播。

　　這項研究利用了拓撲光子學,，這是光子學的一個新興方向,，它利用了拓撲學關(guān)于守恒量（拓撲不變量）的基本思想，這指的是在連續(xù)變形下改變幾何物體的部分時保持不變,。

　　這種不變量的一個簡單的例子是洞的數(shù)量,，例如，咖啡杯和甜甜圈對拓撲學數(shù)學家是一樣的,。拓撲特性賦予了光子以螺旋性,，當光子在傳播過程中旋轉(zhuǎn)時，會導(dǎo)致獨特和意想不到的特性,，如對缺陷的魯棒性和沿拓撲不同材料之間界面的單向傳播,。由于與晶體中的振動相互作用，這些螺旋狀的光子隨后可以被用來引導(dǎo)紅外光與振動,。

　　這項工作的影響是廣泛的,，特別是使研究人員能夠推進拉曼光譜學，它被用來確定分子的振動模式,。

　　這項研究也為振動光譜學--也被稱為紅外光譜學--帶來了希望,，它通過吸收、發(fā)射或反射測量紅外輻射與物質(zhì)的相互作用,。然后科學家可以利用這一點來研究和識別化學物質(zhì)并確定其特征,。

　　“我們將螺旋光子與六方氮化硼的晶格振動結(jié)合起來，創(chuàng)造了一種新的混合物質(zhì),，被稱為聲子-極子,，”主要作者,、來自CCNY格羅夫工程學院的物理學家Alexander Khanikaev說?！?/p>

　　它一半是光,，一半是振動。由于紅外光和晶格振動都與熱有關(guān),，我們創(chuàng)造了新的渠道,，讓光和熱一起傳播。通常情況下,，晶格振動是很難控制的,，引導(dǎo)它們繞過缺陷和尖角以前是不可能的?！?/p>

　　新方法還可以實現(xiàn)定向輻射熱傳遞,，這是一種能量傳遞形式，期間熱量通過電磁波散失,。

　　Khanikaev教授小組的博士后研究員,、該研究的第一作者Sriram Guddala博士補充說：“我們可以為這種形式的混合光和物質(zhì)激發(fā)創(chuàng)造任意形狀的通道，以便在我們創(chuàng)造的二維材料中沿途引導(dǎo),。

　　這種方法還允許我們切換振動沿這些通道的傳播方向,，向前或向后，僅僅通過切換入射激光束的偏振手性,。有趣的是,，隨著聲子-極子的傳播，振動也隨著電場的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn),。這是一種完全新穎的引導(dǎo)和旋轉(zhuǎn)晶格振動的方式,，這也使它們成為螺旋狀?！?/p>