Colecții

Fizicienii dezvoltă „microfon cuantic” care poate măsura particule sonore individuale

Fizicienii dezvoltă „microfon cuantic” care poate măsura particule sonore individuale


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Particulele de sunet cunoscute sub numele de fononi sunt pachete de energie vibrațională emisă de atomi. În funcție de frecvențele lor, se manifestă ca sunet sau căldură.

La fel ca fotonii, care sunt purtătorii cuantici ai luminii, fononii sunt cuantizați. Energiile lor vibraționale au valori discrete.

ÎN LEGĂTURĂ: OBIECȚIILE LEVITATĂ PARTICULE CU SUNET PENTRU A DEFINA GRAVITATEA

Imposibil de măsurat stările fononice

Cu toate acestea, până acum, a fost imposibil să se măsoare stările fononice. Acest lucru se datorează faptului că diferențele de energie dintre stări sunt incredibil de mici. Poate că toate s-au schimbat.

Fizicienii din Stanford au dezvoltat un „microfon cuantic” capabil să măsoare fononii. Dispozitivul poate vedea introducerea computerelor cuantice care funcționează mai degrabă manipulând sunetul decât lumina, făcându-le mai mici și mai eficiente.

„Ne așteptăm ca acest dispozitiv să permită noi tipuri de senzori cuantici, traductoare și dispozitive de stocare pentru viitoarele mașini cuantice”, a declarat liderul studiului Amir Safavi-Naeini, profesor asistent de fizică aplicată la Școala de Științe Umaniste și Științe din Stanford.

Dispozitivul a fost denumit „cel mai sensibil microfon din lume” și constă dintr-o invenție capabilă să măsoare stările Fock și, prin urmare, numărul de fononi. Stările Fock reprezintă energia unui sistem mecanic.

Aceste stări sunt exprimate în funcție de numărul de fononi pe care îl generează. De exemplu, o „stare 1 Fock” constă dintr-un fonon al unei anumite energii. Cu cât starea Fock este mai înaltă, cu atât sunetul este mai puternic.

"Mecanica cuantică ne spune că poziția și impulsul nu pot fi cunoscute cu precizie - dar nu spune nimic despre energie", a spus Safavi-Naeini. „Energia poate fi cunoscută cu o precizie infinită”.

Fizicienii au conceput un microfon cuantic realizat din rezonatori nanomecanici supraîncălziți cuplat cu un circuit supraconductor care conține perechi de electroni care se mișcă fără rezistență. Circuitul formează un bit cuantic care poate fi citit electronic.

Noi tipuri de dispozitive

Acest lucru este interesant, deoarece stăpânirea abilității de a genera și detecta fononi ar putea duce la noi tipuri de dispozitive care sunt capabile să stocheze și să recupereze informații codificate ca particule de sunet în loc de lumină. Aceste dispozitive ar fi mai compacte și mai eficiente decât mașinile cuantice care utilizează fotoni, deoarece fononii sunt mai ușor de manipulat și au lungimi de undă mult mai mici decât particulele de lumină.

"În acest moment, oamenii folosesc fotoni pentru a codifica aceste stări. Vrem să folosim fononi, ceea ce aduce cu sine o mulțime de avantaje", a spus Safavi-Naeini. „Dispozitivul nostru este un pas important către realizarea unui computer„ mecanic cuantic mecanic ”.

Dispozitivul este detaliat într-un studiu din jurnalNatură.


Priveste filmarea: Experiment cuantic- unde si particule Dr Quantum RO (Iunie 2022).