拓扑绝缘体表面的切伦科夫声波

拓扑绝缘体因其表面螺旋态所起源的独特电子性质而备受关注。本文证明，由拓扑绝缘体表面的螺旋粒子激发的声波具有若干奇异性质，这些性质从根本上不同于在非螺旋系统甚至各向同性螺旋系统中传播的声波。具体而言，该声波可能表现出严格的前向传播特性，而这在各向同性螺旋态中是不存在的。其对现实表面态各向异性的依赖关系表现出独特的行为，可作为测量各向异性强度的替代实验工具。从基础物理角度看，当各向异性超过临界值时，会在临界角 $\pi/2$ 以上激发出向后传播或反常的切伦科夫声波。引人注目的是，在强各向异性条件下，声波会局域化为沿特定方向传播的少数前向和后向波束。