傳統物理學認為聲波一般是縱波，光波是橫波。香港城市大學的一組科學家發現了一種新型聲波，在空氣中能夠像光波一樣傳播。

縱波的振動方向與傳播方向平行，而橫波的振動方向與其傳播的方向垂直。這份研究發現了一種新型聲波，在空氣中傳播也像光波一樣為橫波，並且具有自旋角動量和軌道角動量。

這項研究的負責人香港城市大學物理學助理教授王書波介紹說：「在空氣中傳播的聲波一般都是縱波，我們第一次展示在某些條件下，它也可以是橫波。我們還研究了自旋角動量和軌道角動量之間的互動作用（spin-orbit interaction，橫波的重要特性之一），也就是這兩類角動量之間耦合的關係。這項成果為聲控研究提供了一個新的自由度。」

王書波解釋說，在空氣中傳播的聲波因為缺乏剪切力（shear force），所以是縱波。他一直在探索有沒有可能給聲波增加剪切力，使它變成橫波。他們的新研究提出了一個這樣的方案。

他們造出一種「微級元材料」（micropolar metamaterial），裏面有一些小小的叫做「元子」（meta-atom）的空心球體，直徑比聲波的波長短。研究稱這種材料足夠堅硬，裏面的空氣振動負責傳播聲波。

研究組的計算認為，當聲波在這種材料內傳播的時候，這些「元子」的共同作用會產生剪切力，從而產生帶有自旋角動量和軌道角動量互動特性的聲波。他們造出這種材料進行實驗，證實了他們的計算結果。

研究者表示，這項成果為聲學研究領域提供了全新的技術。王書波說：「這項發現將為聲學通訊、傳感和成像領域開闢一條全新的道路。」

這份研究10月21日發表於《自然·通訊》（Nature Communications）期刊。#

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