世界上最奇特的蹦床不會彈跳——它會左右擺動，甚至還能在拐角處滑行。但沒人能跳上去，因為它的高度不到一毫米。

物理學家開發出一種納米級類似蹦床的裝置，可作為突破性的聲子波導

想象一下，一張蹦床如此微小，寬度只有0.2毫米，表面比你見過的任何東西都薄，厚度只有大約百萬分之二十毫米。它布滿了間距均勻的圓角三角形孔洞，賦予了它獨特的穿孔設計。盡管外觀精致，這張蹦床卻幾乎勢不可擋。一旦開始移動，它幾乎不會失去任何動量，并且可以持續擺動很長時間。

但它并非像普通蹦床那樣只是上下彈跳。它的表面不同區域會朝不同方向運動，包括側向運動。在中心，甚至還有一個“蹦床中的蹦床”，一個更小的區域，在這里運動更加瘋狂。在這里，運動遵循精確的三角形路徑，使振動能夠完美地繞過拐角——這在物理學中很少見。

那么，如果沒人能跳上去，設計這個蹦床又有什么意義呢？當然，這種結構并非為人設計。蹦床的幕后推手——來自康斯坦茨大學、哥本哈根大學和蘇黎世聯邦理工學院的物理學家——希望用它來演示聲子傳輸的新方法。

“蹦床”實際上是聲子的波導：一層由氮化硅制成的振動超薄薄膜。聲子可以說是“聲音量子”，即固體晶格振動所基于的基本激發態。物理學家希望利用蹦床，演示如何通過獨特的表面結構（基于數學拓撲原理）將聲子引導到“拐角處”，且幾乎不損失動量。這在微芯片電路等需要信號繞過邊緣和曲線的電路中非常重要。

結果令人印象深刻：利用蹦床，聲子甚至可以繞著120度的急轉彎運動，而動量幾乎不會損失。“反彈”而不是繞彎的聲子數量不到萬分之一。“這種超低損耗與當代電信設備相當，”康斯坦茨物理學家奧德·齊爾伯伯格（Oded Zilberberg）說道。

Zilberberg 感興趣的是研究表面結構中這類拓撲效應及其應用。他認為，通過這種方法，有可能為聲子構建完整的“道路”。Zilberberg 設計了蹦床的具體結構。他來自哥本哈根大學和蘇黎世聯邦理工學院的同事隨后將這個想法付諸實踐。該研究團隊的研究成果最近發表在《自然》雜志上。

但是，有可能建造一個供人跳躍的蹦床嗎？“我其實想過，”齊爾伯伯格笑著說。“這肯定會是一個有趣的實驗。我猜想這個原理也適用于更大規模的物體。” 不過，任何人都不應該在不戴頭盔的情況下嘗試“真人大小”的蹦床。

編譯自/scitechdaily