Centenas de sons diferentes nos cercam todos os dias. Você já pensou na estrutura do som? Com o curso de física escolar, sabemos sobre ondas sonoras, mas tudo em nosso Universo consiste em partículas elementares. E a onda sonora não é exceção. Para estudar a fundo o que faz o som, os físicos da Universidade de Stanford criaram um microfone muito sensível. Ele pode ser chamado até certo ponto de "microfone quântico", porque pode captar as vibrações de partículas sonoras elementares chamadas fônons.
O que é um fonon
Em 1907, Albert Einstein sugeriu a possibilidade de fônons. É uma partícula que é um acúmulo de energia vibracional. Fônons são emitidos por átomos excitados e aparecem como sons de diferentes frequências. Cada fônon contém uma certa quantidade de energia vibracional. A unidade de energia é conhecida como Fock. Se 1 Fock estiver registrado em uma onda sonora, ele conterá 1 phonon. Se 2 Fock - 2 fonons e assim por diante. É no princípio de medição Fock que o "microfone quântico" se baseia.
O que é um "microfone quântico" e como funciona
Um microfone quântico é um ressonador resfriado a uma temperatura ultrabaixa. Mas você não pode vê-lo a olho nu, pois é tão pequeno que só pode ser visto em um microscópio eletrônico com uma grande ampliação. O ressonador é conectado a um circuito dentro do qual circulam pares de elétrons ligados. A deflexão no movimento desses pares de elétrons surge como resultado da ação dos fônons sobre eles. Este efeito é capturado pelo ressonador, registrado e transmitido ao sistema para análise.
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Por que você precisa de um "microfone quântico"
Em primeiro lugar, o dispositivo é necessário para estudar com mais precisão a natureza das ondas sonoras, bem como para compreender o processo de formação de fônons. Além disso, quando o modo de operação é alterado, o "microfone quântico" é capaz de gerar fônons individuais por si só. Ou seja, pode ser usado literalmente como gerador de partículas elementares (neste caso, apenas partículas sonoras) e, ao contrário do Grande Colisor de Hádrons, não requer colisões de partículas em altas velocidades. Tudo acontece devido à geração de pequenas vibrações no nível atômico.
Isso possibilitará a criação de dispositivos microscópicos capazes de armazenar e reproduzir informações quânticas codificadas nos parâmetros das partículas elementares do som (fônons). Além disso, tais sistemas podem atuar como conversores de sinais mecânicos em sinais ópticos e vice-versa, que podem ser usados para criar computadores quânticos e outros elementos de dispositivos de alta tecnologia no futuro.
