Kasdien mus supa šimtai skirtingų garsų. Ar kada pagalvojai apie garso struktūrą? Iš mokyklos fizikos kursų mes žinome apie garso bangas, tačiau viskas mūsų Visatoje susideda iš elementarių dalelių. Ir garso banga nėra išimtis. Stanfordo universiteto fizikai, norėdami nuodugniai išsiaiškinti, kas daro garsą, sukūrė labai jautrų mikrofoną. Jis tam tikru mastu gali būti vadinamas „kvantiniu mikrofonu“, nes jis gali pasiimti elementarių garso dalelių, vadinamų fononais, virpesius.
- „Salik.biz“
Kas yra fononas
Dar 1907 m. Albertas Einšteinas pasiūlė fononų galimybę. Tai dalelė, kuri kaupia vibracinę energiją. Fononus skleidžia sužadinti atomai ir jie rodomi kaip skirtingų dažnių garsai. Kiekviename fonone yra tam tikras vibracijos energijos kiekis. Energijos vienetas yra vadinamas Fock. Jei garso bangoje yra užregistruotas 1 „Fock“, tada jame yra 1 fononas. Jei 2 Fock - 2 fononai ir pan. „Kvantinis mikrofonas“remiasi „Fock“matavimo principu.
Kas yra „kvantinis mikrofonas“ir kaip jis veikia
Kvantinis mikrofonas yra rezonatorius, atvėsintas iki labai žemos temperatūros. Bet jūs negalite jo pamatyti plika akimi, nes jis yra toks mažas, kad jį galima pamatyti tik esant dideliam padidinimui elektronų mikroskopu. Rezonatorius sujungtas su grandine, kurioje cirkuliuoja surištų elektronų poros. Šių elektronų porų judesio įlinkis atsiranda dėl fononų veikimo jomis. Šį efektą fiksuoja rezonatorius, užregistruoja ir perduoda į sistemą analizei.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kodėl jums reikia „kvantinio mikrofono“
Visų pirma, prietaisas yra būtinas norint tiksliau ištirti garso bangų pobūdį, taip pat suprasti fonono formavimo procesą. Be to, pakeitus veikimo režimą, „kvantinis mikrofonas“pats gali generuoti pavienius fononus. Tai yra, jis tiesiogine prasme gali būti naudojamas kaip elementariųjų dalelių generatorius (šiuo atveju - tik garso dalelės) ir, skirtingai nuo didžiojo hadronų kolliderio, tam nereikia dalelių susidūrimo dideliu greičiu. Viskas vyksta dėl to, kad atominiame lygmenyje susidaro nedidelės vibracijos.
Tai leis sukurti mikroskopinius įtaisus, galinčius laikyti ir atkurti kvantinę informaciją, užkoduotą elementarių garso dalelių (fononų) parametruose. Be to, tokios sistemos gali veikti kaip mechaninių signalų konverteriai į optinius signalus ir atvirkščiai, kurie ateityje gali būti naudojami kuriant kvantinius kompiuterius ir kitus aukštųjų technologijų dalykėlių elementus.