Ondas elásticas protegidas topologicamente em metamateriais fonônicos

Ondas de superfície em estados topológicos de matéria quântica exibem proteção única contra retroespalhamento induzido por desordens, tornando-as transportadoras ideais tanto para informações clássicas quanto quânticas. Materiais topológicos para elétrons e fótons são em grande parte limitados pela gama de propriedades de volume e pelos compromissos de desempenho associados. Em contraste, metamateriais fonônicos oferecem acesso a uma gama muito mais ampla de propriedades materiais. Aqui demonstramos numericamente um metamaterial topológico fonônico em um análogo de onda elástica do efeito Hall quântico de spin. Uma laje de cristal fonônico de escala dupla é usada para suportar dois spins efetivos para fonons em uma ampla largura de banda, e um forte acoplamento spin-órbita é realizado quebrando a simetria espacial de espelho. Ao preservar a polarização de spin com uma carga externa ou simetria espacial, estados de borda fonônicos mostram-se robustos contra espalhamento de defeitos discretes, bem como desordens no contínuo, demonstrando proteção topológica para fonons em regimes tanto estáticos quanto dependentes do tempo.