تكنولوجيا

ما هو الصوت

كل يوم نحن محاطون بمئات الأصوات المختلفة. هل فكرت في بنية الصوت؟ من خلال الفيزياء المدرسية ، نعرف عن الموجات الصوتية ، لكن كل شيء في الكون يتكون من جسيمات أولية. وموجة الصوت ليست استثناء. من أجل فحص دقيق لما يشكل الصوت ، قام علماء الفيزياء من جامعة ستانفورد بإنشاء ميكروفون حساس للغاية. يمكن أن يطلق عليه إلى حد ما "الميكروفون الكمومي" ، لأنه يمكنه التقاط اهتزازات جسيمات الصوت الأولية ، والتي تسمى phonons.

ما هو الصوت

في عام 1907 ، اقترح ألبرت أينشتاينإمكانية وجود فونونات. إنه جسيم ، وهو مجموعة من الطاقة الاهتزازية. يتم إصدار الفونونات بواسطة ذرات متحمسة وتظهر كصوت بترددات مختلفة. كل فونون يحتوي على كمية معينة من الطاقة الاهتزازية. يشار إلى وحدة الطاقة بمصطلح Fock. إذا تم تسجيل 1 Fock في موجة الصوت ، فهذا يعني أنه يحتوي على 1 phonon. إذا 2 Fock - 2 الفونونات وهلم جرا. بناءً على مبدأ قياس Fock ، يستند عمل "ميكروفون الكم".

ما هو "ميكروفون الكم" وكيف يعمل؟

الميكروفون الكمي باردإلى درجة حرارة منخفضة للغاية مرنان. لكن لا يمكنك رؤيتها بالعين المجردة ، لأنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا تحت المجهر الإلكتروني ذي التكبير العالي. مرنان مرتبط بدائرة التي تدور أزواج من الإلكترونات ملزمة. ينشأ الانحراف في حركة هذه الأزواج من الإلكترونات نتيجة لعمل الفونونات عليها. هذا التأثير ويمسك بالرنان ويسجل وينقل إلى النظام لتحليله.

لماذا نحتاج إلى "ميكروفون كمي"

بادئ ذي بدء ، الجهاز ضروري بالترتيبلدراسة طبيعة الموجات الصوتية بشكل أكثر دقة ، وكذلك لفهم عملية تكوين الفونون. علاوة على ذلك ، عندما يتم تغيير وضع التشغيل ، يكون "الميكروفون الكمي" قادرًا على إنتاج فونونات فردية واحدة. بمعنى أنه يمكن استخدامه حرفيًا كمولد للجزيئات الأولية (في هذه الحالة فقط جزيئات الصوت) ، وعلى عكس مصادم هادرون الكبير ، فإنه لا يحتاج إلى تنفيذ تصادم الجسيمات بسرعات عالية. كل شيء يحدث بسبب توليد الاهتزازات الطفيفة على المستوى الذري.

هذا مثير للاهتمام: لقد تمكن العلماء الروس من استعادة الوقت.

هذا سيخلق الأجهزة المجهرية ،قادرة على تخزين واستنساخ المعلومات الكمومية المشفرة في معالم الجسيمات الأولية للصوت (الفونونات). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعمل هذه الأنظمة كمحولات للإشارات الميكانيكية إلى إشارات ضوئية والعكس بالعكس ، والتي يمكن استخدامها لإنشاء أجهزة كمبيوتر كمومية وعناصر أخرى من الأدوات عالية التقنية في المستقبل.

هل تريد معرفة المزيد؟ اشترك في صفحتنا في ياندكس.