Ratusan bunyi berbeza mengelilingi kita setiap hari. Pernahkah anda memikirkan struktur bunyi? Dari kursus fizik sekolah, kita tahu mengenai gelombang bunyi, tetapi semua yang ada di Alam Semesta kita terdiri daripada unsur zarah dasar. Dan gelombang suara tidak terkecuali. Untuk mengkaji secara teliti apa yang terdengar baik, ahli fizik di Stanford University telah membuat mikrofon yang sangat sensitif. Alat ini dapat disebut sampai batas tertentu sebagai "mikrofon kuantum", kerana dapat mengambil getaran zarah-zarah suara dasar yang disebut fonon.
Apa itu fonon
Kembali pada tahun 1907, Albert Einstein mencadangkan kemungkinan fonon. Ia adalah zarah yang merupakan pengumpulan tenaga getaran. Fon dipancarkan oleh atom teruja dan muncul sebagai bunyi frekuensi yang berbeza. Setiap fonon mengandungi sejumlah tenaga getaran. Unit tenaga disebut sebagai Fock. Sekiranya 1 Fock didaftarkan dalam gelombang bunyi, maka ia mengandungi 1 fonon. Sekiranya 2 Fock - 2 fonon dan sebagainya. Berdasarkan prinsip pengukuran Fock, berdasarkan "mikrofon kuantum".
Apa itu "mikrofon kuantum" dan bagaimana ia berfungsi
Mikrofon kuantum adalah resonator yang disejukkan ke suhu yang sangat rendah. Tetapi anda tidak dapat melihatnya dengan mata kasar, kerana sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat di bawah mikroskop elektron dengan pembesaran tinggi. Resonator disambungkan ke litar di mana pasangan elektron terikat beredar. Pesongan dalam pergerakan pasangan elektron ini timbul akibat tindakan fonon ke atasnya. Kesan ini ditangkap oleh resonator, didaftarkan dan dihantar ke sistem untuk dianalisis.
Video promosi:
Mengapa anda memerlukan "mikrofon kuantum"
Pertama sekali, peranti ini diperlukan untuk mengkaji sifat gelombang bunyi dengan lebih tepat, dan juga untuk memahami proses pembentukan fonon. Lebih-lebih lagi, apabila mod operasi diubah, "mikrofon kuantum" mampu menghasilkan fonon tunggal dengan sendirinya. Maksudnya, ia secara harfiah dapat digunakan sebagai penjana zarah unsur (dalam hal ini, hanya partikel bunyi) dan, tidak seperti Large Hadron Collider, ini tidak memerlukan perlanggaran partikel pada kelajuan tinggi. Segala-galanya berlaku kerana penghasilan getaran kecil pada tahap atom.
Ini akan memungkinkan untuk membuat peranti mikroskopik yang mampu menyimpan dan menghasilkan semula maklumat kuantum yang dikodkan dalam parameter zarah-zarah unsur dasar (fonon). Di samping itu, sistem seperti itu dapat bertindak sebagai penukar isyarat mekanikal menjadi isyarat optik dan sebaliknya, yang dapat digunakan untuk membuat komputer kuantum dan elemen lain dari alat berteknologi tinggi di masa depan.
