Ratusan suara berbeda mengelilingi kita setiap hari. Pernahkah Anda memikirkan tentang struktur suara? Dari mata pelajaran fisika sekolah, kita tahu tentang gelombang suara, tetapi semua yang ada di alam semesta kita terdiri dari partikel-partikel dasar. Dan gelombang suara tidak terkecuali. Untuk mempelajari secara menyeluruh apa yang membuat suara, fisikawan di Universitas Stanford telah membuat mikrofon yang sangat sensitif. Ia dapat disebut sampai batas tertentu sebagai "mikrofon kuantum", karena ia dapat menangkap getaran partikel suara dasar yang disebut fonon.
Apa itu fonon
Kembali pada tahun 1907, Albert Einstein menyarankan kemungkinan fonon. Ini adalah partikel yang merupakan akumulasi energi getaran. Fonon dipancarkan oleh atom yang tereksitasi dan muncul sebagai suara dengan frekuensi berbeda. Setiap fonon mengandung sejumlah energi getaran. Satuan energi disebut sebagai Fock. Jika 1 Fock terdaftar dalam gelombang suara, maka itu berisi 1 fonon. Jika 2 Fock - 2 fonon dan seterusnya. Berdasarkan prinsip pengukuran Fock, "mikrofon kuantum" didasarkan.
Apa itu "mikrofon kuantum" dan bagaimana cara kerjanya
Mikrofon kuantum adalah resonator yang didinginkan hingga suhu sangat rendah. Tetapi Anda tidak dapat melihatnya dengan mata telanjang, karena ukurannya sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat di bawah mikroskop elektron dengan perbesaran tinggi. Resonator terhubung ke sirkuit di mana pasangan elektron terikat bersirkulasi. Defleksi gerakan pasangan elektron ini muncul sebagai akibat dari aksi fonon pada mereka. Efek ini ditangkap oleh resonator, didaftarkan dan dikirim ke sistem untuk dianalisis.
Video promosi:
Mengapa Anda membutuhkan "mikrofon kuantum"
Pertama-tama, perangkat diperlukan untuk mempelajari sifat gelombang suara secara lebih akurat, serta untuk memahami proses pembentukan fonon. Selain itu, "mikrofon kuantum" mampu menghasilkan fonon tunggal saat mode pengoperasian diubah. Artinya, secara harfiah dapat digunakan sebagai generator partikel elementer (dalam hal ini, hanya partikel suara) dan, tidak seperti Large Hadron Collider, ini tidak memerlukan tumbukan partikel dengan kecepatan tinggi. Semuanya terjadi karena pembentukan getaran kecil di tingkat atom.
Ini akan memungkinkan terciptanya perangkat mikroskopis yang mampu menyimpan dan mereproduksi informasi kuantum yang dikodekan dalam parameter partikel elementer suara (fonon). Selain itu, sistem semacam itu dapat bertindak sebagai pengonversi sinyal mekanis menjadi sinyal optik dan sebaliknya, yang dapat digunakan untuk membuat komputer kuantum dan elemen lain dari gadget berteknologi tinggi di masa mendatang.
