光沿直線傳播，這是很常識的一句話。但，科學家有辦法讓光拐彎。浙江大學和新加坡南洋理工大學的科學家合作構(gòu)建出世界上首個三維光學拓撲絕緣體，在三維材料的“高速公路”上，一束光跑出了“Z”字形。10日凌晨，該成果在《自然》雜志發(fā)表。

　　拓撲絕緣體是一種表面導電，內(nèi)部絕緣的材料。電子在芯片里的運動，就像一輛輛跑車在集市里行駛，不斷地碰撞，產(chǎn)生熱量。拓撲絕緣體就像為電子建立了高速公路，讓電子在一條條“單向車道”上運行。

　　受到拓撲絕緣體的啟發(fā)，科學家提出了光學拓撲絕緣體，試圖將拓撲絕緣體的神奇特性拓展到光學系統(tǒng)。而在此前，光學拓撲絕緣體的實驗研究長期局限于二維空間。

　　對此，科研人員設(shè)計了一種由多個開口諧振器構(gòu)成的單元結(jié)構(gòu)，具有很強的電磁雙各向異性特性，是寬頻帶三維光學拓撲絕緣體實驗得以成功的關(guān)鍵。

　　最終，聯(lián)合課題組首次實現(xiàn)了三維光學拓撲絕緣體，它具有寬頻帶拓撲能隙。這種三維光學拓撲絕緣體，可以用印刷電路板技術(shù)制作完成。經(jīng)課題組驗證，由于表面光子受到該材料的拓撲保護，光子在傳輸過程中，不被雜質(zhì)、缺陷或者拐角影響，成功避免了光因發(fā)生散射導致信息耗散的問題。

　　“這項研究或可應(yīng)用于三維拓撲光學集成電路、拓撲波導、光學延遲線、拓撲激光器以及其他表面電磁波的調(diào)控器件?！闭憬髮W信息與電子工程學院教授陳紅勝說，對其它波色子系統(tǒng)（如聲子及冷原子等）中三維拓撲絕緣體的實現(xiàn)也將有所啟發(fā)。

　　這或許是人類向光子芯片、光子計算機邁出的一步。未來，在微小的光子芯片里，光攜帶著信息在縱橫交錯的高速公路上奔跑，創(chuàng)造著更快更好的世界。