المجموعات

يطور الفيزيائيون "ميكروفون كمومي" يمكنه قياس جزيئات الصوت الفردية

يطور الفيزيائيون


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.

جسيمات الصوت المعروفة باسم الفونونات هي حزم من الطاقة الاهتزازية المنبعثة من الذرات. اعتمادًا على تردداتها ، تظهر كصوت أو حرارة.

تمامًا مثل الفوتونات ، وهي حاملات كمومية للضوء ، فإن الفونونات مُكممة. طاقاتهم الاهتزازية لها قيم منفصلة.

ذات صلة: العلماء يطرحون جسيمات بصوت يتحدى الجاذبية

من المستحيل قياس حالات الفونون

ومع ذلك ، حتى الآن ، كان من المستحيل قياس حالات الفونون. هذا لأن اختلافات الطاقة بين الدول صغيرة بشكل لا يصدق. ربما تغير كل ذلك.

طور علماء الفيزياء بجامعة ستانفورد "ميكروفونًا كموميًا" قادرًا على قياس الفونونات. قد يشهد الجهاز إدخال أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تعمل من خلال معالجة الصوت بدلاً من الضوء ، مما يجعلها أصغر حجمًا وأكثر كفاءة.

قال قائد الدراسة أمير صفوي نيني ، الأستاذ المساعد للفيزياء التطبيقية في كلية العلوم الإنسانية والعلوم بجامعة ستانفورد: "نتوقع أن يسمح هذا الجهاز بأنواع جديدة من أجهزة الاستشعار الكمومية ، والمحولات وأجهزة التخزين لآلات الكم المستقبلية".

تمت الإشارة إلى الجهاز على أنه "الميكروفون الأكثر حساسية في العالم" ويتكون من اختراع قادر على قياس حالات Fock ، وبالتالي عدد الفونونات. تمثل حالات فوك طاقة النظام الميكانيكي.

يتم التعبير عن هذه الحالات وفقًا لعدد الفونونات التي تنتجها. على سبيل المثال ، تتكون "حالة Fock 1" من فونون واحد لطاقة معينة. كلما ارتفعت حالة Fock كلما ارتفع الصوت.

"ميكانيكا الكم تخبرنا أن الموضع والزخم لا يمكن معرفتهما بدقة - لكنها لا تقول شيئًا من هذا القبيل عن الطاقة ،" قال صفوي نيني. "يمكن معرفة الطاقة بدقة غير محدودة."

ابتكر الفيزيائيون ميكروفونًا كموميًا مصنوعًا من رنانات ميكانيكية نانوية فائقة البرودة مقترنة بدائرة فائقة التوصيل تحتوي على أزواج إلكترونية تتحرك دون مقاومة. تشكل الدائرة بتة كمومية يمكن قراءتها إلكترونيًا.

أنواع جديدة من الأجهزة

هذا مثير لأن إتقان القدرة على توليد واكتشاف الفونونات يمكن أن يؤدي إلى أنواع جديدة من الأجهزة القادرة على تخزين واسترجاع المعلومات المشفرة كجزيئات من الصوت بدلاً من الضوء. ستكون هذه الأجهزة أكثر إحكاما وفعالية من الآلات الكمومية التي تستخدم الفوتونات لأن الفونونات أسهل في التلاعب بها ولها أطوال موجية أصغر بكثير من جسيمات الضوء.

وقالت صفوي نعيني: "في الوقت الحالي ، يستخدم الناس الفوتونات لتشفير هذه الحالات. نريد استخدام الفونونات التي تجلب معها الكثير من المزايا". "يعد جهازنا خطوة مهمة نحو صنع كمبيوتر ميكانيكي كمومي".

الجهاز مفصل في دراسة في المجلةطبيعة.


شاهد الفيديو: كيف ينكسر حاجز الصوت (قد 2022).