Какъв е звукът

Всеки ден сме заобиколени от стотици различни звуци. Мислили ли сте някога за структурата на звука? От курса на училищната физика знаем за звуковите вълни, но всичко в нашата Вселена се състои от елементарни частици. И звуковата вълна не е изключение. За да проучат подробно какво представлява звук, физиците от Станфордския университет са създали много чувствителен микрофон. Той може да бъде наречен до известна степен „квантов микрофон“, защото може да вземе вибрации на елементарни звукови частици, наречени фонони.

Какво е фонон

През 1907 г. Алберт Айнщайн предложивъзможността за съществуване на фонони. Това е частица, която е натрупване на вибрационна енергия. Фононите се излъчват от възбудени атоми и се появяват като звук с различни честоти. Всеки фонон съдържа определено количество вибрационна енергия. Единицата енергия се обозначава с термина Fock. Ако в звуковата вълна се открие 1 Фок, тогава тя съдържа 1 фона. Ако 2 Fock - 2 фонона и т.н. На принципа на измерване на Фок се основава работата на „квантовия микрофон“.

Какво е квантов микрофон и как работи

Квантовият микрофон е охладенултра нисък температурен резонатор. Но не можете да го видите с просто око, тъй като е толкова малък, че можете да го видите само под електронен микроскоп с голямо увеличение. Резонаторът е свързан с верига, вътре в която циркулират двойки свързани електрони. Отклонение в движението на тези електронни двойки възниква в резултат на действието на фононите върху тях. Този ефект улавя резонатора, регистрира и го прехвърля в системата за анализ.

Защо имам нужда от "квантов микрофон"

На първо място, устройството е необходимо в редза по-точно изучаване на естеството на звуковите вълни, както и за разбиране на процеса на образуване на фонони. Освен това „квантовият микрофон“ е в състояние да генерира единични фонони чрез промяна на работния режим. Тоест, той може буквално да се използва като генератор на елементарни частици (в този случай само звукови частици) и за разлика от Големия адронен сблъсък, за това не е необходимо да се извършват сблъсъци на частици с висока скорост. Всичко се случва поради генерирането на малки вибрации на атомно ниво.

Интересно е: руските учени успяха да върнат часовника назад

Това ще създаде микроскопични устройства,способен да съхранява и възпроизвежда квантова информация, кодирана в параметрите на елементарни частици звук (фонони). В допълнение, такива системи могат да действат като преобразуватели на механични сигнали в оптични и обратно, които могат да се използват за създаване на квантови компютри и други елементи на високотехнологични джаджи в бъдеще.

Искате ли да знаете повече? Абонирайте се за нашата страница в Yandex.Zen.