technologie

Wat is het geluid

Elke dag worden we omringd door honderden verschillende geluiden. Heb je ooit nagedacht over de structuur van het geluid? Uit de loop van de schoolfysica weten we van geluidsgolven, maar alles in ons universum bestaat uit elementaire deeltjes. En de geluidsgolf is geen uitzondering. Om grondig te onderzoeken wat geluid is, hebben natuurkundigen van Stanford University een zeer gevoelige microfoon gemaakt. Het kan tot op zekere hoogte een "kwantummicrofoon" worden genoemd, omdat het de trillingen van elementaire geluidsdeeltjes, fononen, kan opvangen.

Wat is een phonon

Al in 1907 stelde Albert Einstein voorde mogelijkheid van het bestaan ​​van fononen. Het is een deeltje, dat een cluster van trillingsenergie is. Fononen worden uitgezonden door opgewonden atomen en verschijnen als geluid met verschillende frequenties. Elk fonon bevat een bepaalde hoeveelheid vibratie-energie. De eenheid van energie wordt aangegeven met de term Fock. Als 1 Fock is opgenomen in de geluidsgolf, betekent dit dat het 1 phonon bevat. Als 2 Fock - 2 fononen enzovoort. Op basis van het principe van het meten van Fock is het werk van de 'kwantummicrofoon' gebaseerd.

Wat is een "kwantummicrofoon" en hoe werkt het?

Een kwantummicrofoon is een gekoeldtot ultra lage temperatuur resonator. Maar je kunt het niet met het blote oog zien, omdat het zo klein is dat het alleen kan worden gezien onder een elektronenmicroscoop met een hoge vergroting. De resonator is verbonden met een circuit waarin paren van gebonden elektronen circuleren. De afwijking in de beweging van deze elektronenparen ontstaat als gevolg van de werking van fononen daarop. Dit effect en vangt de resonator, neemt op en verzendt het naar het systeem voor analyse.

Waarom hebben we een "kwantummicrofoon" nodig

Allereerst is het apparaat nodig om te kunnen bestellenom de aard van geluidsgolven nauwkeuriger te bestuderen, en om het proces van fononvorming te begrijpen. Bovendien kan een "kwantummicrofoon", wanneer een bedrijfsmodus wordt gewijzigd, zelf enkele fononen genereren. Dat wil zeggen dat het letterlijk kan worden gebruikt als een generator van elementaire deeltjes (in dit geval alleen deeltjes van geluid) en, in tegenstelling tot de Large Hadron Collider, hoeft het geen botsingen van deeltjes met hoge snelheden uit te voeren. Alles gebeurt door het genereren van kleine trillingen op atomair niveau.

Dit is interessant: Russische wetenschappers konden de tijd terugdraaien.

Dit maakt microscopische apparaten,in staat om kwantuminformatie op te slaan en te reproduceren die gecodeerd is in de parameters van elementaire geluiddeeltjes (fononen). Bovendien kunnen dergelijke systemen fungeren als converters van mechanische signalen in optische signalen en vice versa, die kunnen worden gebruikt om in de toekomst kwantumcomputers en andere elementen van hightech gadgets te maken.

Wilt u meer weten? Abonneer je op onze pagina in Yandex.