Hi-Tech

Из чего состоит звук

А вы когда-нибудь задумывались о строении звука? Ежедневно нас окружают сотни различных звуков. И звуковая волна — не исключение. Из курса школьной физики мы знаем про звуковые волны, но ведь все в нашей Вселенной состоит из элементарных частиц. Его можно назвать в какой-то степени «квантовым микрофоном», ведь он может уловить колебания элементарных звуковых частиц, называемых фононами. Для того, чтобы досконально изучить то, из чего состоит звук, физики из Стэнфордского университета создали очень чувствительный микрофон.

Что такое фонон

Это частица, представляющая собой скопление вибрационной энергии. Еще в 1907 году Альберт Эйнштейн предположил возможность существования фононов. В каждом фононе заключено определенное количество вибрационной энергии. Фононы излучаются возбужденными атомами и проявляются в виде звука различной частоты. Если в звуковой волне регистрируется 1 Fock, то значит она содержит 1 фонон. Единица измерения энергии обозначается термином Fock. Именно на принципе измерения Fock и основана работа «квантового микрофона». Если 2 Fock — 2 фонона и так далее.

Что такое «квантовый микрофон» и как он работает

Но невооруженным глазом вы увидеть его не сможете, так как он настолько маленький, что его удастся разглядеть лишь под электронными микроскопом с большим увеличением. Квантовый микрофон представляет собой охлажденный до сверхнизкой температуры резонатор. Отклонение в движении этих пар электронов возникает в результате воздействия на них фононов. Резонатор подключен к схеме, внутри которой циркулируют пары связанных электронов. Это воздействие и улавливает резонатор, регистрирует и передает в систему для анализа.

Зачем нужен «квантовый микрофон»

Более того, «квантовый микрофон» при изменении режима работы способен сам вырабатывать единичные фононы. В первую очередь, устройство необходимо для того, чтобы более точно изучить природу звуковых волн, а также понять процесс формирования фононов. Все происходит благодаря генерации незначительных вибраций на атомарном уровне. То есть его можно в буквальном смысле использовать в качестве генератора элементарных частиц (в данном случае только частиц звука) и, в отличие от того же Большого адронного коллайдера, для этого не нужно проводить столкновения частиц на больших скоростях.

Это интересно: Российские ученые смогли повернуть время вспять

Кроме этого, подобные системы могут выступать в качестве преобразователей механических сигналов в оптические и наоборот, что можно будет использовать при создании квантовых компьютеров и других элементов высокотехнологичных гаджетов в будущем. Это позволит создать микроскопические устройства, способные сохранять и воспроизводить квантовую информацию, закодированную в параметрах элементарных частиц звука (фононах).

Подписывайтесь на нашу страничку в Яндекс.Дзен. Хотите узнать больше?

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть