“水镊子”：利用重力水波产生拓扑结构的新技术
发布时间：2025-02-20 11:07:52 阅读数： 582
三种水波干涉图样中的拓扑结构。来源：《自然》（Nature）（2025）。DOI: 10.1038/s41586-024-08384-y
近日，复旦大学物理学系资剑教授和石磊教授团队联合河南大学、新加坡南洋理工大学和西班牙多诺西亚国际物理中心等机构，在《自然》杂志上发表了一项突破性研究成果。该研究提出了一种利用重力水波在地表水中产生拓扑结构的方法，成功实现了对粒子的精确操控。
研究团队通过精确调控多波干涉的波矢与相位，生成了多种拓扑水波结构，包括波涡、Skyrmion晶格、M?bius条等。这些结构不仅展示了水波体系中丰富的拓扑特性，还为经典波动体系中的拓扑效应提供了重要的理论和实验依据。此外，团队还开发了一种“水镊子”技术，能够在微观尺度上操控水面上的漂浮物，甚至可用于移动和操控小物体。
该研究的创新之处在于利用水波的拓扑特性来操控粒子的运动，例如通过局部波动动量驱动粒子的轨道运动和自旋运动。这一成果不仅为微流控和材料输运提供了新的控制手段，还为未来在医疗领域应用奠定了基础，例如通过操控体内胶囊释放药物。
该研究的通讯作者包括复旦大学的资剑教授和石磊教授，以及西班牙和新加坡的知名科学家。
