中評社北京2月12日電／據光明日報報導，人們通常認為，水波是水面的上下振動，波的傳播方向與水面振動方向垂直。然而，實際情況並非如此簡單。科學家們發現，水波涉及複雜的流體力學效應，能夠構造豐富的拓撲矢量場用於粒子的操控。
近日，復旦大學物理學系資劍教授、石磊教授團隊聯合河南大學、新加坡南洋理工大學、西班牙聖賽瓦斯蒂安國際理論物理中心等研究機構在《自然》雜誌發表關於利用水波拓撲結構操控粒子的研究成果。此次研究成果使水波成為探索拓撲物理的全新平台，不僅深化了人們對經典重力波系統中的矢量特性理解，揭示了其中自旋軌道耦合和鎖定機制，也開辟了水波力操控物體運動的研究領域。
拓撲學是物理學界普遍關注的研究方向。近年來，拓撲效應逐步被引入電磁波、聲波以及液體表面波（水波）等經典波動體系，極大地拓展了這一領域的研究深度與廣度，成為基礎物理研究與應用技術的全新交匯點。
傳統意義上，水波被簡化為一種橫波，波動中的粒子僅進行上下運動。事實上，這些粒子除了進行上下運動，還有複雜的橢圓軌跡運動。如何控制這些波動？如何形成特定的拓撲結構並加以利用？這些問題一直是學界懸而未決的難題。該研究成果系統揭示了拓撲學在水波體系中的豐富表現形式，為深入探討經典波動體系中的拓撲效應提供了重要的理論和實驗依據。利用液體表面波拓撲結構實現對漂浮粒子的多維度運動控制，成為研究的一個重要創新點。記者瞭解到，傳統的測量方法難以達到實驗所需精度，並且無法全面展示液體表面波的所有特性。為此，研究團隊基於國際合作開發的算法，揭示了此前學界未注意到的複雜現象，為液體表面波的實驗研究提供了新範式。 |
