南京大學物理學院教授劉曉峻和程營課題組首次基于碳納米管(CNT)薄膜的熱聲效應提出了一種構建等效聲學增益介質的新機制，并實現了受拓撲保護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調控和定向分離。相關研究成果近日發表于《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現的經典聲學現象。他發現人在拱廊一側輕聲說話時，聲音經由教堂的穹頂，會清晰地傳播到另一側的墻壁。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造條件。
拓撲邊界態受到拓撲保護而對結構缺陷具有一定的魯棒性，使得基于拓撲系統的耳語回廊在保密通信、傳感技術等領域具有巨大應用前景。目前拓撲系統研究的理論框架主要建立于厄米體系，對非厄米體系拓撲物理的研究正處于探索階段。那么，有沒有可能在非厄米拓撲物理中發現更加新奇、獨特的耳語回廊現象?
研究團隊基于CNT薄膜的熱聲效應提出了一種構建等效聲學增益介質的新機制，實驗實現了受拓撲保護的非厄米耳語回廊結構，并通過調節實驗參量將初基原胞內各單元相位鎖定以調控系統的非厄米性，進而選擇性地激發出具有不同旋轉手性的回廊共振模式，最終將增強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和類拓撲絕緣體這兩個當前重要的前沿領域相結合，開辟了等效聲學增益介質的新途徑，為基于經典聲波體系研究非厄米拓撲物理中的新奇現象提供了新方向。相關技術方案有望推動非厄米拓撲聲學的發展和應用，在聲學和材料科學領域產生影響。(溫才妃)
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