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拓扑水波形式及其粒子操控能力此前未被证实，研究人员开展了拓扑水波及粒子操控的研究。他们实现了重力水波中拓扑结构的可控生成，还能操控粒子运动。该成果为流体动力学等领域应用奠定基础。
拓扑波结构，如涡旋、极化纹理和斯格明子（Skyrmions）等，出现在各种量子和经典波场中，包括光学和声学领域。其中，光学涡旋在从量子信息到天体物理学等众多领域都有应用。此外，光学和声学结构化波在从原子到宏观生物物体等小粒子的操控中至关重要。最近，结构化水面波受到广泛关注，它可作为量子、光学和声学波系统的类似物。然而，拓扑水波形式，尤其是其操控粒子的能力，尚未得到验证。
此次研究描述了在重力水波中可控制生成拓扑结构，即波涡旋、斯格明子（Skyrmions）和极化莫比乌斯带。最重要的是，研究展示了利用拓扑结构化水波对亚波长和波长量级的漂浮粒子进行高效操控。这包括将粒子捕获在高强度场区域，并借助水波的轨道角动量和自旋角动量控制粒子的轨道和自旋运动。研究结果揭示了与光学和声学操控类似的水波操控现象，为流体动力学和微流体领域的应用开辟了道路。
